快速入门

寄存器级编程

PySparQ 采用"寄存器级编程"范式。与从单个门组合电路不同，您直接对命名的量子寄存器进行操作。操作层面从量子比特上升到了量子寄存器，几乎所有操作都以寄存器为单位。

基本工作流程

  1. 调用 System.clear() 清理静态状态

  2. 声明寄存器（名称、类型、比特数）

  3. 创建 SparseState()——默认构造函数自动创建 |0...0⟩ 初态

  4. 应用量子操作

  5. 读取测量结果

示例：量子加法

import pysparq as ps

# 第一步：清理静态状态
ps.System.clear()

# 第二步：声明寄存器
ps.System.add_register("a", ps.UnsignedInteger, 4)
ps.System.add_register("b", ps.UnsignedInteger, 4)

# 第三步：创建稀疏量子态（自动创建 |a=0, b=0⟩ 初态）
state = ps.SparseState()

# 第四步：将寄存器置于叠加态
ps.Hadamard_Int("a")(state)
ps.Hadamard_Int("b")(state)

# 量子加法：a += b
ps.Add_UInt_UInt("b", "a")(state)

# 状态现在包含所有可能求和结果的叠加态
ps.pprint(state)

条件操作

操作可以根据其他寄存器的值进行条件控制：

# 添加控制寄存器
ps.AddRegister("control", ps.Boolean, 1)(state)

# 仅当 control 为 |1> 时应用操作
ps.Add_UInt_UInt("a", "b").conditioned_by_nonzeros("control")(state)

控制类型

  • conditioned_by_nonzeros(reg)() - 当寄存器非零时执行

  • conditioned_by_all_ones(reg)() - 当寄存器全为1时执行

  • conditioned_by_bit(reg, pos)() - 当特定位为1时执行

  • conditioned_by_value(reg, pos)() - 当指定位置的值为特定值时执行