量子程序设计基础 | 量子程序编程实例

01、量子程序编程实例

【例1】编程实例: 创建并输出Bell态观测量子线路，在模拟器上执行1000次，以文本和直方图的形式给出运行结果。

解:

代码如下。

#CH6-1.ipynb: Qiskit量子程序代码框架

#导入库函数
from qiskit import(QuantumCircuit,execute,Aer)
from qiskit.visualization import plot_histogram
#创建量子线路
circuit =QuantumCircuit(2,2)
circuit.h(0)
circuit.cx(0,1)
circuit.measure(\[0,1\],\[0,1\])
circuit.draw(output='mpl')
#模拟器运行
simulator =Aer.get_backend('qasm_simulator')
compiled_circuit =transpile(circuit, simulator)
job =simulator.run(compiled_circuit, shots=1000)
#结果输出
result =job.result()
counts =result.get_counts(circuit)
print("\\nTotal count for 00 and 11 are:",counts)
plot_histogram(counts)

上述代码在模拟器Qasm Simulator上的运行结果如下。

① 显示输出图1所示的量子线路图。

■ 图1量子线路输出

② 显示文本方式的执行结果，量子线路重复执行1000次，测得'00'的次数为484，测得'11'的次数为516。
js Total count for 00 and 11 are: {'00': 484, '11': 516}
③ 显示图2所示的统计结果的直方图，测量到'00'和'11'的概率分别为0.484和0.516，标志着已经成功制备出Bell态。

■ 图2 测量结果的直方图

在较早版本的Qiskit中，不需要对执行量子线路进行编译，指定后端之后用execute()执行量子线路即可。当前的Qiskit版本仍支持这种老的代码框架，此柜架下的代码如下。

#CH6-2.ipynb:Qiskit量子程序代码框架(不编译量子线路的执行方式)

#导入库函数
from qiskit import(QuantumCircuit,execute,Aer)
from qiskit.visualization import plot_histogram
#创建量子线路
circuit =QuantumCircuit(2,2)
circuit.h(0)
circuit.cx(0,1)
circuit.measure(\[0,1\],\[0,1\])
circuit.draw(output='mpl')
#模拟器运行
simulator =Aer.get_backend('qasm_simulator')
job =execute(circuit,simulator,shots=1000)
#结果输出
result =job.result()
counts =result.get_counts(circuit)
print("\\nTotal count for 00 and 11 are:",counts)
plot_histogram(counts)