这段代码实现了一个创建参数化 QAOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm) 电路的函数。QAOA 是一种用于解决组合优化问题的量子算法。

函数的输入参数是一个 NetworkX 图对象和一个 theta 参数列表。图对象表示了问题的结构,而 theta 列表表示了 QAOA 电路中的一组参数。函数的返回值是一个 Qiskit 电路对象。

该函数首先根据图中的节点数量确定所需的量子比特数量,并计算出电路的层数。然后,使用 theta 列表中的前一半参数作为 beta 参数,后一半参数作为 gamma 参数。

接下来,函数创建一个量子电路对象,并在所有量子比特上应用 Hadamard 门,以创建初始态。

然后,对于每一层,函数先对问题的每一对边应用一个 RZZ 门,该门的角度为 2 * gamma[layer_index],其中 gamma[layer_index] 是 gamma 参数列表中的当前参数。接着,函数对每个量子比特应用一个 RX 门,该门的角度为 2 * beta[layer_index],其中 beta[layer_index] 是 beta 参数列表中的当前参数。

最后,函数对电路中的所有量子比特进行测量。

总之,该函数创建了一个 QAOA 电路,该电路可以用于解决组合优化问题。

def create_qaoa_circ(graph, theta):
    'Creates a parametrized qaoa circuit'
    'Args:'
    '    graph: networkx graph'
    '    theta: (list) unitary parameters'
    'Returns:'
    '    (QuantumCircuit) qiskit circuit'
    nqubits = len(graph.nodes())
    n_layers = len(theta)//2  # number of alternating unitaries
    beta = theta[:n_layers]
    gamma = theta[n_layers:]

    qc = QuantumCircuit(nqubits)

    # initial_state
    qc.h(range(nqubits))

    for layer_index in range(n_layers):
        # problem unitary
        for pair in list(graph.edges()):
            qc.rzz(2 * gamma[layer_index], pair[0], pair[1])
        # mixer unitary
        for qubit in range(nqubits):
            qc.rx(2 * beta[layer_index], qubit)

    qc.measure_all()
    return qc
QAOA 电路创建函数:使用 Qiskit 生成参数化量子电路

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