def test_gate3_to_diagrams() -> None: circ = qf.Circuit() circ += qf.CCNot(0, 1, 2) circ += qf.CCNot(0, 2, 1) circ += qf.CSwap(0, 1, 2) circ += qf.CSwap(1, 0, 2) circ += qf.CCZ(0, 1, 2) circ += qf.CCiX(0, 1, 2) circ += qf.CCNot(0, 1, 2)**0.25 circ += qf.Deutsch(0.25, 0, 1, 2) circ += qf.CV(1, 0) circ += qf.CV_H(1, 0) print() diag = qf.circuit_to_diagram(circ) print(diag) diag = qf.circuit_to_diagram(circ, use_unicode=False) print(diag) latex = qf.circuit_to_latex(circ) if os.environ.get("QF_VIZTEST"): qf.latex_to_image(latex).show()
def _print_circuit_identity(name, circ0, circ1, min_col_width=0, col_sep=5, left_margin=8): print() print("", name) print() circ0 = qf.Circuit(circ0) circ1 = qf.Circuit(circ1) gates0 = qf.circuit_to_diagram(circ0, qubit_labels=False).splitlines() gates1 = qf.circuit_to_diagram(circ1, qubit_labels=False).splitlines() for gate0, gate1 in zip_longest(gates0, gates1, fillvalue=""): line = (" " * col_sep).join( [gate0.ljust(min_col_width), gate1.ljust(min_col_width)]) line = (" " * left_margin) + line line = line.rstrip() print(line) print() print()
def _print_circuit_identity(name, circ0, circ1, min_col_width=0, col_sep=5, left_margin=8): print("# ", name) circ0 = Circuit(circ0) circ1 = Circuit(circ1) gates0 = circuit_to_diagram(circ0, qubit_labels=False).splitlines() gates1 = circuit_to_diagram(circ1, qubit_labels=False).splitlines() for gate0, gate1 in zip_longest(gates0, gates1, fillvalue=""): line = (" " * col_sep).join( [gate0.ljust(min_col_width), gate1.ljust(min_col_width)]) line = (" " * left_margin) + line line = line.rstrip() print(line) print() print() concrete = {name: np.random.uniform() for name in syms.values()} circ0f = circ0.resolve(concrete) circ1f = circ1.resolve(concrete) assert gates_close(circ0f.asgate(), circ1f.asgate())
def test_circuit_to_circ() -> None: q0, q1, q2 = "q0", "q1", "q2" circ0 = qf.Circuit() circ0 += qf.I(q0) circ0 += qf.X(q1) circ0 += qf.Y(q2) circ0 += qf.Z(q0) circ0 += qf.S(q1) circ0 += qf.T(q2) circ0 += qf.H(q0) circ0 += qf.H(q1) circ0 += qf.H(q2) circ0 += qf.XPow(0.6, q0) circ0 += qf.YPow(0.6, q1) circ0 += qf.ZPow(0.6, q2) circ0 += qf.XX(0.2, q0, q1) circ0 += qf.YY(0.3, q1, q2) circ0 += qf.ZZ(0.4, q2, q0) circ0 += qf.CZ(q0, q1) circ0 += qf.CNot(q0, q1) circ0 += qf.Swap(q0, q1) circ0 += qf.ISwap(q0, q1) circ0 += qf.CCZ(q0, q1, q2) circ0 += qf.CCNot(q0, q1, q2) circ0 += qf.CSwap(q0, q1, q2) circ0 += qf.FSim(1, 2, q0, q1) diag0 = qf.circuit_to_diagram(circ0) # print() # print(diag0) cqc = circuit_to_cirq(circ0) # print(cqc) circ1 = cirq_to_circuit(cqc) diag1 = qf.circuit_to_diagram(circ1) # print() # print(diag1) assert diag0 == diag1
def test_circuit_diagram() -> None: circ = qf.Circuit() circ += qf.Givens(pi, 1, 0) # Not yet supported in latex diag = qf.circuit_to_diagram(circ) print() print(diag) print()
def test_gate2_to_diagrams() -> None: circ = qf.Circuit() circ += qf.CNot(0, 1) circ += qf.CZ(0, 1) circ += qf.CV(0, 1) circ += qf.CV_H(0, 1) circ += qf.CH(0, 1) circ += qf.Swap(0, 1) circ += qf.ISwap(0, 1) circ += qf.CNot(0, 2) circ += qf.CZ(0, 2) circ += qf.CV(0, 2) circ += qf.CV_H(0, 2) circ += qf.CH(0, 2) circ += qf.Swap(0, 2) circ += qf.ISwap(0, 2) circ += qf.CNot(2, 1) circ += qf.CZ(2, 1) circ += qf.CV(2, 1) circ += qf.CV_H(2, 1) circ += qf.CH(2, 1) circ += qf.Swap(2, 1) circ += qf.ISwap(2, 1) print() diag = qf.circuit_to_diagram(circ) print(diag) diag = qf.circuit_to_diagram(circ, use_unicode=False) print(diag) latex = qf.circuit_to_latex(circ) if os.environ.get("QF_VIZTEST"): qf.latex_to_image(latex).show()
def test_gate_symbolic_params() -> None: theta = Symbol("θ") gate0 = qf.Rz(theta, 1) assert str(gate0) == "Rz(θ) 1" gate1 = gate0**4 assert str(gate1) == "Rz(4*θ) 1" circ = qf.Circuit([gate0, gate1]) print(circ) diag = qf.circuit_to_diagram(circ) assert diag == "1: ───Rz(θ)───Rz(4*θ)───\n" gate2 = gate0.resolve({"θ": 2}) assert gate2.param("theta") == 2.0 with pytest.raises(KeyError): _ = gate2.param("asldfh")
def test_cirq_to_circuit2() -> None: q0 = cq.GridQubit(0, 0) q1 = cq.GridQubit(1, 0) def basic_circuit(meas=False): # type: ignore sqrt_x = cq.X**0.5 yield cq.X(q0)**0.5, sqrt_x(q1) yield cq.CZ(q0, q1) yield sqrt_x(q0), sqrt_x(q1) if meas: yield cq.measure(q0, key="q0"), cq.measure(q1, key="q1") cqc = cq.Circuit() cqc.append(basic_circuit()) print() print(cqc) circ = cirq_to_circuit(cqc) print() print(qf.circuit_to_diagram(circ))
#!/usr/bin/env python """ QuantumFlow: Examples of compiling circuits to native gates """ import quantumflow as qf example_circuits = [ ["3-qubit addition", qf.addition_circuit([0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7])], ["7-qubit QFT", qf.Circuit(qf.QFTGate([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]).decompose())], ] for title, example in example_circuits: print() print(title) print(qf.circuit_to_diagram(example)) print("Gate count:", example.size()) print() print("Simplified circuit") circ = qf.compile_circuit(example) print(qf.circuit_to_diagram(circ, transpose=True)) qf.circuit_to_image(circ).show() dagc = qf.DAGCircuit(circ) print("Gate depth", dagc.depth(local=False)) print("Operation count", qf.count_operations(dagc))
def test_visualize_circuit() -> None: circ = qf.Circuit() circ += qf.I(7) circ += qf.X(0) circ += qf.Y(1) circ += qf.Z(2) circ += qf.H(3) circ += qf.S(4) circ += qf.T(5) circ += qf.S_H(6) circ += qf.T_H(7) circ += qf.Rx(-0.5 * pi, 0) circ += qf.Ry(0.5 * pi, 4) circ += qf.Rz((1 / 3) * pi, 5) circ += qf.Ry(0.222, 6) circ += qf.XPow(0.5, 0) circ += qf.YPow(0.5, 2) circ += qf.ZPow(0.4, 2) circ += qf.HPow(0.5, 3) circ += qf.ZPow(0.47276, 1) # Gate with symbolic parameter # gate = qf.Rz(Symbol('\\theta'), 1) # circ += gate circ += qf.CNot(1, 2) circ += qf.CNot(2, 1) # circ += qf.IDEN(*range(8)) circ += qf.ISwap(4, 2) circ += qf.ISwap(6, 5) circ += qf.CZ(1, 3) circ += qf.Swap(1, 5) # circ += qf.Barrier(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) # Not yet supported in latex circ += qf.CCNot(1, 2, 3) circ += qf.CSwap(4, 5, 6) circ += qf.P0(0) circ += qf.P1(1) circ += qf.Reset(2) circ += qf.Reset(4, 5, 6) circ += qf.H(4) circ += qf.XX(0.25, 1, 4) circ += qf.XX(0.25, 1, 2) circ += qf.YY(0.75, 1, 3) circ += qf.ZZ(1 / 3, 3, 1) circ += qf.CPhase(0, 0, 1) circ += qf.CPhase(pi * 1 / 2, 0, 4) circ += qf.Can(1 / 3, 1 / 2, 1 / 2, 0, 1) circ += qf.Can(1 / 3, 1 / 2, 1 / 2, 2, 4) circ += qf.Can(1 / 3, 1 / 2, 1 / 2, 6, 5) # circ += qf.Measure(0) # circ += qf.Measure(1, 1) circ += qf.PSwap(pi / 2, 6, 7) circ += qf.Ph(1 / 4, 7) circ += qf.CH(1, 6) circ += qf.visualization.NoWire([0, 1, 2]) # circ += qf.visualization.NoWire(4, 1, 2) if os.environ.get("QF_VIZTEST"): print() print(qf.circuit_to_diagram(circ)) qf.circuit_to_diagram(circ) qf.circuit_to_latex(circ) qf.circuit_to_latex(circ, package="qcircuit") qf.circuit_to_latex(circ, package="quantikz") qf.circuit_to_diagram(circ) qf.circuit_to_diagram(circ, use_unicode=False) latex = qf.circuit_to_latex(circ, package="qcircuit") print(latex) if os.environ.get("QF_VIZTEST"): qf.latex_to_image(latex).show() latex = qf.circuit_to_latex(circ, package="quantikz") print(latex) if os.environ.get("QF_VIZTEST"): qf.latex_to_image(latex).show()
def test_circuit_to_diagram() -> None: circ = qf.addition_circuit( ["a[0]", "a[1]", "a[2]", "a[3]"], ["b[0]", "b[1]", "b[2]", "b[3]"], ["cin", "cout"], ) order = [ "cin", "a[0]", "b[0]", "a[1]", "b[1]", "a[2]", "b[2]", "a[3]", "b[3]", "cout", ] # order = ['cin', 'a0', 'a1', 'a2', 'a3', 'b0', 'b1', 'b2', 'b3','cout'] text = qf.circuit_to_diagram(circ, order) res = """\ cin: ───────X───●───────────────────────────────────────────────────────────────────●───X───●─── │ │ │ │ │ a[0]: ───●───┼───┼───────────────────●───X───●───X───●───────────────────────────────┼───┼───┼─── │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ b[0]: ───X───┼───┼───────────────────┼───●───┼───●───┼───X───────────────────────────┼───┼───┼─── │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ a[1]: ───●───┼───┼───────────●───X───X───●───┼───●───X───●───X───●───────────────────┼───┼───┼─── │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ b[1]: ───X───┼───┼───────────┼───●───────────┼───────────────●───┼───X───────────────┼───┼───┼─── │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ a[2]: ───●───┼───┼───●───X───X───●───────────┼───────────────●───X───●───X───●───────┼───┼───┼─── │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ b[2]: ───X───┼───┼───┼───●───────────────────┼───────────────────────────●───┼───X───┼───┼───┼─── │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ a[3]: ───●───●───X───X───●───────────────────┼───────────────────────────●───X───●───X───●───┼─── │ │ │ │ │ b[3]: ───X───────●───────────────────────────┼───────────────────────────────────────●───────X─── │ cout: ───────────────────────────────────────X─────────────────────────────────────────────────── """ # noqa: W291, E501 print() print(text) assert res == text ascii_circ = qf.circuit_to_diagram(circ, order, use_unicode=False) ascii_res = """\ cin: -------X---@-------------------------------------------------------------------@---X---@--- | | | | | a[0]: ---@---+---+-------------------@---X---@---X---@-------------------------------+---+---+--- | | | | | | | | | | | b[0]: ---X---+---+-------------------+---@---+---@---+---X---------------------------+---+---+--- | | | | | | | | | | | a[1]: ---@---+---+-----------@---X---X---@---+---@---X---@---X---@-------------------+---+---+--- | | | | | | | | | | | b[1]: ---X---+---+-----------+---@-----------+---------------@---+---X---------------+---+---+--- | | | | | | | | | | | a[2]: ---@---+---+---@---X---X---@-----------+---------------@---X---@---X---@-------+---+---+--- | | | | | | | | | | | b[2]: ---X---+---+---+---@-------------------+---------------------------@---+---X---+---+---+--- | | | | | | | | | | | a[3]: ---@---@---X---X---@-------------------+---------------------------@---X---@---X---@---+--- | | | | | b[3]: ---X-------@---------------------------+---------------------------------------@-------X--- | cout: ---------------------------------------X--------------------------------------------------- """ # noqa: W291, E501 print() print(ascii_res) assert ascii_res == ascii_circ transposed = """\ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─X ●─X ●─X ●─X │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─┼─┼─┼─┼─┼─┼─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─┼─┼─┼─┼─┼─X─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─X │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─●─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─X │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─●─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─X │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─●─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─X │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─●─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─X │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─●─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─X │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─●─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─X │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─┼─┼─┼─┼─┼─X─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ X─┼─┼─┼─┼─┼─┼─● │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ ●─┼─┼─┼─┼─┼─┼─┼─X │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ """ # noqa text = qf.circuit_to_diagram(circ, order, transpose=True, qubit_labels=False) print(text) assert text == transposed
#!/usr/bin/env python # Copyright 2019-, Gavin E. Crooks and the QuantumFlow contributors # # This source code is licensed under the Apache License, Version 2.0 found in # the LICENSE.txt file in the root directory of this source tree. """ QuantumFlow Examples: Demonstration of decomposing a CSwap into CZ and 1-qubit gates """ import quantumflow as qf circ0 = qf.Circuit([qf.CSwap(0, 1, 2)]) translators = [ qf.translate_cswap_to_ccnot, qf.translate_ccnot_to_cnot, qf.translate_cnot_to_cz, ] circ1 = qf.circuit_translate(circ0, translators) assert circ1.size() == 33 print(qf.circuit_to_diagram(circ1))