def test_for_success_multiple_combine(
self, dict_for_test_pure_qubits_multiple_combine):
"""
multiple_combineメソッドの正常系テスト
"""
target_list = dict_for_test_pure_qubits_multiple_combine["target_list"]
result = multiple_combine(target_list)
expected_result = PureQubits(
dict_for_test_pure_qubits_multiple_combine["result"])
assert allclose(result.vector, expected_result.vector)
assert result.qubit_count == expected_result.qubit_count
def specialize(qubits: Qubits) -> PureQubits:
"""
純粋状態を表しているQubitsオブジェクトから、対応するPureQubitsオブジェクトを返す
Args:
qubits (Qubits): 特殊化対象の純粋状態
Returns:
PureQubits: 特殊化後の純粋状態
"""
# Qubitsが純粋状態かチェックし、対応するインデックスを取り出す
pure_index = -1
eigen_values, eigen_states = np.linalg.eigh(qubits.matrix)
for index in range(len(eigen_values)):
if is_real_close(eigen_values[index], 1.0):
pure_index = index
if pure_index == -1:
message = "[ERROR]: 対象のQubitsは純粋状態ではありません"
raise NotPureError(message)
del qubits
return PureQubits(eigen_states[:, pure_index])
[0j, 0j, 0j, 1.0 + 0j],
]
),
},
]
)
def test_for_success_operate(request):
"""operateメソッドに対する正常系テスト用fixture"""
return request.param
@pytest.fixture(
params=[
{
"onb_0": OrthogonalSystem(
[PureQubits([1.0 + 0j, 0j]), PureQubits([0j, 1.0 + 0j])]
),
"onb_1": OrthogonalSystem(
[
PureQubits([sqrt(0.5) + 0j, sqrt(0.5) + 0j]),
PureQubits([sqrt(0.5) + 0j, -sqrt(0.5) + 0j]),
]
),
"matrix": [
[sqrt(0.5) + 0j, sqrt(0.5) + 0j],
[sqrt(0.5) + 0j, -sqrt(0.5) + 0j],
],
},
{
"onb_0": OrthogonalSystem(
[PureQubits([0j, 1.0 + 0j]), PureQubits([1.0 + 0j, 0j])]
0j,
0j,
0j,
0j,
],
},
])
def dict_for_test_pure_qubits_combine(request):
"""combineメソッドテスト用のfixture"""
return request.param
@pytest.fixture(params=[
{
"target_list": [
PureQubits([1.0 + 0j, 0j]),
PureQubits([0j, 1.0 + 0j]),
PureQubits([1.0 + 0j, 0j]),
],
"result": [0j, 0j, 1.0 + 0j, 0j, 0j, 0j, 0j, 0j],
},
])
def dict_for_test_pure_qubits_multiple_combine(request):
"""combineメソッドテスト用のfixture"""
return request.param
@pytest.fixture(params=[
# 1 : 2 Qubits同士
{
"target_0": PureQubits([1 + 0j, 0j]),
from quantum_simulator.base.qubits import generalize, multiple_reduction, specialize
from quantum_simulator.base.utils import around
from quantum_simulator.major.observable import IDENT_OBSERVABLE
from quantum_simulator.major.pure_qubits import BELL_BASIS
from quantum_simulator.major.time_evolution import (
IDENT_EVOLUTION,
PAULI_MATRIX_X,
PAULI_MATRIX_Z,
)
# 初期状態の確率振幅
alpha = sqrt(0.7) + 0j
beta = sqrt(0.3) + 0j
# 転送したい初期状態を定義
input_qubit = PureQubits([alpha, beta])
print("##### 初期の入力状態 #####")
print()
print("### Dirac表記表示 ###")
input_qubit.dirac_notation()
print()
# 転送用Bell状態の表示
print("##### Qubit転送に利用するBell基底ベクトル #####")
BELL_BASIS.qubits_list[0].dirac_notation()
print()
# 合成系の構成と全系ベクトルのDirac表記
whole_qubits = pure_qubits.combine(input_qubit, BELL_BASIS.qubits_list[0])
print("##### 全系の状態ベクトル #####")
[0j, 0j, 0j, 0j],
[0.5 + 0j, 0j, 0j, 0.5 + 0j],
],
"qubit_count":
2,
},
])
def dict_for_test_qubits_constructor(request):
"""__init__メソッドテスト用のfixture"""
return request.param
@pytest.fixture(params=[
# 単一Qubit
{
"target": PureQubits([1.0 + 0j, 0j]),
"matrix": [[1.0 + 0j, 0j], [0j, 0j]],
"qubit_count": 1,
},
{
"target": PureQubits([sqrt(0.5) + 0j, -sqrt(0.5) + 0j]),
"matrix": [[0.5 + 0j, -0.5 + 0j], [-0.5 + 0j, 0.5 + 0j]],
"qubit_count": 1,
},
# 2粒子系
{
"target":
PureQubits([sqrt(0.5) + 0j, 0j, 0j,
sqrt(0.5) + 0j]),
"matrix": [
[0.5 + 0j, 0j, 0j, 0.5 + 0j],
def test_for_failure_constructor(self, invalid_pure_qubits_amp):
"""
__init__メソッドの異常系テスト
"""
with pytest.raises(InitializeError):
PureQubits(invalid_pure_qubits_amp)
"""
quantum_simulator.base.pure_qubitsモジュール内クラスのよく知られたオブジェクト群
"""
from math import sqrt
from quantum_simulator.base.pure_qubits import OrthogonalSystem, PureQubits
ZERO = PureQubits([1.0 + 0j, 0j])
"""PureQubits: 0状態にあるQubit。｜0＞"""
ONE = PureQubits([0j, 1.0 + 0j])
"""PureQubits: 1状態にあるQubit。｜1＞"""
PLUS = PureQubits([sqrt(0.5) + 0j, sqrt(0.5) + 0j])
"""PureQubits: プラス状態にあるQubit。｜+＞"""
MINUS = PureQubits([sqrt(0.5) + 0j, -sqrt(0.5) + 0j])
"""PureQubits: マイナス状態にあるQubit。｜-＞"""
BELL_BASIS = OrthogonalSystem(
[
PureQubits([sqrt(0.5) + 0j, 0j, 0j, sqrt(0.5) + 0j]),
PureQubits([0j, sqrt(0.5) + 0j, sqrt(0.5) + 0j, 0j]),
PureQubits([0j, sqrt(0.5) + 0j, -sqrt(0.5) + 0j, 0j]),
PureQubits([sqrt(0.5) + 0j, 0j, 0j, -sqrt(0.5) + 0j]),
]
)
"""OrthogonalSystem: Bell基底"""