第 7 课 · UnifiedQuantum 进阶——线路构建全景 · 模块一:基础与工具

小结自查与作业(公式清单)

  • 本课公式清单(编号公式卡):
    1. $s = a\oplus b$、$c = a\wedge b$,且 $a+b = 2c+s$
    2. $|\Phi^+\rangle = (|00\rangle+|11\rangle)/\sqrt{2}$;$|GHZ_3\rangle = (|000\rangle+|111\rangle)/\sqrt{2}$
    3. $RX(\theta) = \cos(\theta/2)\cdot I - i\cdot\sin(\theta/2)\cdot X$;$P(1) = \sin^2(\theta/2)$
    4. $RX(\theta)^\dagger = RX(-\theta)$;$(AB)^\dagger = B^\dagger A^\dagger$
    5. ISWAP:$|01\rangle$→$i|10\rangle$、$|10\rangle$→$i|01\rangle$(1 门 $\equiv S\cdot S\cdot H\cdot\mathrm{CNOT}\cdot\mathrm{CNOT}\cdot H$ 六官方门)
    6. depth = 关键路径门数;remapping: q[i]→q[$\varphi(i)$],QINIT $= \max\varphi + 1$
    7. get_matrix:第 $j$ 列 = $U|j\rangle$,$j = q_0 + 2q_1 + \ldots$(little-endian)
  • 自查(六张折叠卡片,每张背面一句话答案):三类门都会写吗 / 寄存器名导出后去哪了 / free_parameters 列出的是什么 / 多门 DAGGER 块的两种语义 / round-trip 验证了哪三种表示 / get_matrix 是大端还是小端
  • 作业(教材页尾六组练习,推荐四题,均可先算后验):
    • 练习 1 第 1 题:半加器改输入 $a=1$、$b=0$——先笔算 $s=1$、$c=0$ $\Rightarrow$ 计数键 $0111_2 = 7$,再运行验证
    • 练习 3 第 1 题:theta 绑定 $0$、$\pi/2$、$\pi$ 各 100 shots——先按 $P(1)=\sin^2(\theta/2)$ 算出 $0$、$1/2$、$1$,再预测三组计数形态
    • 练习 4 第 2 题:定义 ghz(q[3]) 子程序,6 比特寄存器调用两次——两 GHZ 各自全 0/全 1 $\Rightarrow$ 4 个等概率键 0、7、56、63($111000_2=56$ 等),先预测再模拟
    • 练习 6 第 2 题:打印 Bell 酉矩阵第 0、1 列,验证 $|\Phi^+\rangle$/$|\Phi^-\rangle$,并解释索引 1 为何对应 q0=1、q1=0($j = q_0+2q_1$)
类型summary-homework(公式清单 + 自查 + 作业)