量子软件开发包教程资源 | 逻辑门以及量子程序时钟周期统计​

在上一篇文章中，小编为大家介绍了QPanda 2的工具组件：判断量子芯片元数据提供的量子门的有效性。

在元数据提供的量子门信息无法满足量子门有效性的情况下，就无法把任意单门或双门转换为量子芯片元数据支持的量子门。我们可以通过：

SingleGateTypeValidator和DoubleGateTypeValidator两个类来判断量子门有效性。

接下来，我们今天主要讲的是逻辑门以及量子程序时钟周期统计。

逻辑门统计

简介

逻辑门的统计是指统计量子程序、量子线路、量子循环控制或量子条件控制中所有的量子逻辑门（这里也会将测量门统计进去）个数方法。

接口介绍

QGateCounter类是统计一个量子程序(量子线路、量子循环控制、量子条件控制)中量子逻辑门个数的工具类。我们先用QPanda 2构建一个量子程序：

auto qubits = qAllocMany(4); auto cbits = cAllocMany(4); QProg prog; prog << X(qubits[0]) << Y(qubits[1]) << H(qubits[0]） << RX(qubits[0], 3.14) << Measure(qubits[1], cbits[0]);

然后调用QGateCounter类统计量子逻辑门的个数，

QGateCounter t; t.traversal(prog); size_t num = t.count(prog);;

我们还可以使用QPanda 2封装的一个接口：

size_t num = getQGateNumber(prog);

注解

统计QCircuit、QWhileProg、QIfProg中量子逻辑门的个数和QProg类似。

实例

1、初始化虚拟机环境：使用init接口初始化一个量子虚拟机，向量子虚拟机申请4个量子比特和4个经典寄存器；

2、构建量子程序：构建一个量子线路prog，通过 << 操作符把量子逻辑门插入到prog中；

3、调用量子逻辑门统计接口：调用getQGateNumber量子逻辑门统计接口，就可以得到计算结果了。

#include "Core/QPanda.h" USING_QPANDA int main(void) { init(); auto qubits = qAllocMany(4); auto cbits = cAllocMany(4); QProg prog; prog << X(qubits[0]) << Y(qubits[1]) << H(qubits[0]) << RX(qubits[0], 3.14) << Measure(qubits[1], cbits[0]); size_t num = getQGateNumber(prog); std::cout << "QGate number: " << num << std::endl; finalize(); return; }

运行结果：

QGate number: 5

统计量子程序时钟周期

简介

已知每个量子逻辑门在运行时所需时间的条件下，估算一个量子程序运行所需要的时间。每个量子逻辑门的时间设置在项目的元数据配置文件QPandaConfig.xml中， 如果未设置则会给定一个默认值，单量子门的默认时间为2，双量子门的时间为5。

配置文件可仿照下面设置

<QGate> <SingleGate> <Gate time = "2">rx</Gate> <Gate time = "2">Ry</Gate> <Gate time = "2">RZ</Gate> <Gate time = "2">S</Gate> <Gate time = "2">H</Gate> <Gate time = "2">X1</Gate> </SingleGate> <DoubleGate> <Gate time = "5">CNOT</Gate> <Gate time = "5">CZ</Gate> <Gate time = "5">ISWAP</Gate> </DoubleGate> </QGate>

接口介绍

QProgClockCycle 类是QPanda 2提供的一个统计量子程序时钟周期的工具类，我们先用QPanda 2构建一个量子程序：

auto qubits = qvm->allocateQubits(4); auto prog = CreateEmptyQProg(); prog << H(qubits[0]) << CNOT(qubits[0], qubits[1]) << iSWAP(qubits[1], qubits[2]) << RX(qubits[3], PI/4);

然后调用QProgClockCycle类得到量子程序的时钟周期，

QProgClockCycle t(qvm); t.traversal(prog); auto time = t.count();

我们还可以使用QPanda 2封装的一个接口：

auto time = getQProgClockCycle(qvm, prog);

实例

1、初始化虚拟机环境：使用init接口初始化一个量子虚拟机，向量子虚拟机申请4个量子比特；

2、构建量子程序：构建一个量子线路prog，通过 << 操作符把量子逻辑门插入到prog中；

3、调用统计量子程序时钟周期接口：调用getQProgClockCycle统计量子程序时钟周期接口，就可以得到计算结果了。

#include "Core/QPanda.h" USING_QPANDA int main(void) { auto qvm = initQuantumMachine(); auto qubits = qvm->allocateQubits(4); auto prog = CreateEmptyQProg(); prog << H(qubits[0]) << CNOT(qubits[0], qubits[1]) << iSWAP(qubits[1], qubits[2]) << RX(qubits[3], PI/4); auto time = getQProgClockCycle(qvm, prog); std::cout << "clockCycle : " << time << std::endl; qvm->finalize(); delete qvm; return 0; }

运行结果：

clockCycle : 14

★以上即为QPanda 2逻辑门以及量子程序时钟周期统计部分的详细内容介绍。

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