量子计算机编程：从入门到实践

78

｜

第

5

章

二进制补码不仅对传统的寄存器有效，对量子比特寄存器同样有效。因此，本章中的所有

示例都同样适用于使用二进制补码表示的负值。当然，我们必须记录是否在

QPU

寄存器

中使用二进制补码编码数据，以便正确地解释它们的二进制值。

对于二进制补码的取反，只需翻转所有位，然后加

1

即可

6

。图

5-9

展示了量子取反运算过

程，这与图

5-3

所示的自增运算过程非常像。

图 5-9：二进制补码取反：翻转所有位并加 1

5.5

　实践

：

更复杂的数学运算

并非所有的算术运算都符合

QPU

运算的要求，例如可逆性和不可复制性。举例来说，乘

法很难以可逆的方式执行。图

5-10

展示了一个可以满足可逆性的相关运算，代码如示例

5-3

所示。具体来说，我们求一个值的平方，并将结果加到另一个值上。

准备

准备

a += b * b

a += b * b

图 5-10：把

b

的平方值与

a

相加

注

6

：

在

3

位的寄存器例子中，除

–4

之外的所有值都可以取反。如表

5-1

所示，由于

4

没有表示形式，因此

–4

在取反运算中保持不变。