量子比特¶

量子计算的量子比特。

待办事项: * 完成测量逻辑的实现。这应包括POVM。 * 更新文档字符串。 * 更新测试。

class sympy.physics.quantum.qubit.IntQubit(*args, **kwargs)[源代码][源代码]¶

一个存储整数为量子比特值中的二进制数的量子比特态矢。

这个类与 Qubit 的区别在于：

构造函数的格式。
量子比特值以其对应的整数形式打印，而不是原始的量子比特值。量子比特值的内部存储格式与 Qubit 相同。

参数:

值int, 元组: 如果是一个单独的参数，那么这个整数就是我们希望在量子比特值中表示的整数。这个整数将使用尽可能少的量子比特数来表示。如果是一对整数，并且第二个值大于一，那么第一个整数给出要以二进制形式表示的整数，第二个整数给出要使用的量子比特数。也可以接受由零和一组成的列表，通过位模式生成量子比特。
nqubits整数: 表示量子比特数量的整数。这个数字应该通过关键字 nqubits=N 传递。你可以使用这个来避免量子比特样式元组的模糊性。请参见下面的示例以获取更多详细信息。

属性:

args: 返回 ‘self’ 的参数元组。
assumptions0: 返回对象 \(type\) 假设。
canonical_variables: 返回一个字典，将 self.bound_symbols 中定义的任何变量映射到与表达式中任何自由符号不冲突的符号。
dimension: 状态中的量子比特数量。
dual: 返回此状态的对偶状态。
expr_free_symbols: 类似于 free_symbols，但仅在自由符号包含在表达式节点中时返回它们。
free_symbols: 从自身的原子中返回那些自由符号。
func: 表达式中的顶级函数。
希尔伯特空间
is_antihermitian
is_comparable: 如果 self 可以计算为一个具有精度的实数（或已经是一个实数），则返回 True，否则返回 False。
is_finite
is_hermitian
is_infinite
is_number: 如果 self 没有自由符号且没有未定义的函数（确切地说，是 AppliedUndef），则返回 True。
is_polar
is_symbolic
label: 标签是对象的唯一标识符集。
nqubits
operators: 返回此状态是其本征态的算符。
qubit_values: 以元组形式返回量子比特的值。

方法

`apart`([x])	请参阅 sympy.polys 中的 apart 函数。
`args_cnc`([cset, warn, split_1])	返回 [交换因子, 非交换因子] 的自身。
`as_coeff_Add`([rational])	高效地提取求和的系数。
`as_coeff_Mul`([rational])	高效地提取乘积的系数。
`as_coeff_add`(*deps)	返回元组 (c, args)，其中 self 被写成一个 Add，`a`。
`as_coeff_exponent`(x)	`cx*e -> c,e` 其中 x 可以是任何符号表达式。
`as_coeff_mul`(deps, *kwargs)	返回元组 (c, args)，其中 self 被写成一个 Mul，`m`。
`as_coefficient`(expr)	提取给定表达式中的符号系数。
`as_coefficients_dict`(*syms)	返回一个字典，将术语映射到它们的 Rational 系数。
`as_content_primitive`([radical, clear])	此方法应递归地从所有参数中移除一个 Rational，并返回该内容和新的 self（原始类型）。
`as_dummy`()	返回表达式，其中任何具有结构绑定符号的对象都被替换为在其出现的对象中唯一的规范符号，并且仅对交换性具有默认假设为True。
`as_expr`(*gens)	将多项式转换为 SymPy 表达式。
`as_independent`(deps, *hint)	将 Mul 或 Add 的大部分天真分离为不依赖于 deps 的参数。
`as_int`()	返回量子比特的数值。
`as_leading_term`(*symbols[, logx, cdir])	返回自身级数展开的主导（非零）项。
`as_numer_denom`()	返回一个表达式的分子和分母。
`as_ordered_factors`([order])	返回有序因子列表（如果是 Mul），否则返回 [self]。
`as_ordered_terms`([order, data])	将表达式转换为有序的项列表。
`as_poly`(gens, *args)	将 `self` 转换为多项式，或返回 `None`。
`as_powers_dict`()	将自身作为一个因子的字典返回，每个因子都被视为一个幂。
`as_real_imag`([deep])	对 'self' 执行复杂的扩展，并返回一个包含收集到的实部和虚部的元组。
`as_terms`()	将一个表达式转换为项的列表。
`aseries`([x, n, bound, hir])	自变量的渐近级数展开
`atoms`(*types)	返回构成当前对象的原子。
`cancel`(gens, *args)	参见 sympy.polys 中的取消函数
`class_key`()	类的好顺序。
`coeff`(x[, n, right, _first])	返回包含 `x**n` 的项中的系数。
`collect`(syms[, func, evaluate, exact, ...])	请参阅 sympy.simplify 中的 collect 函数。
`combsimp`()	请参阅 sympy.simplify 中的 combsimp 函数。
`compare`(other)	如果对象在规范意义上小于、等于或大于其他对象，则返回 -1、0、1。
`compute_leading_term`(x[, logx])	已弃用的函数，用于计算级数的首项。
`conjugate`()	返回 'self' 的复数共轭。
`could_extract_minus_sign`()	如果 self 以 -1 作为前导因子，或在求和中有比正号更多的负号，则返回 True，否则返回 False。
`count`(query)	计算匹配的子表达式的数量。
`count_ops`([visual])
`default_args`()
`doit`(**hints)	评估默认情况下不评估的对象，如极限、积分、求和和乘积。
`dual_class`()
`dummy_eq`(other[, symbol])	比较两个表达式并处理哑符号。
`equals`(other[, failing_expression])	如果 self == other 则返回 True，如果不相等则返回 False，或者返回 None。
`evalf`([n, subs, maxn, chop, strict, quad, ...])	将给定的公式计算到 n 位精度。
`expand`([deep, modulus, power_base, ...])	使用提示扩展表达式。
`extract_additively`(c)	如果可以从自身减去 c 并且使所有匹配的系数趋向于零，则返回 self - c，否则返回 None。
`extract_branch_factor`([allow_half])	尝试以 `exp_polar(2piIn)z` 的方式优雅地表达自身。
`extract_multiplicatively`(c)	如果无法以一种良好的方式将 self 表示为 c * something，即保留 self 参数的属性，则返回 None。
`factor`(gens, *args)	参见 sympy.polys.polytools 中的 factor() 函数
`find`(query[, group])	查找所有匹配查询的子表达式。
`flip`(*bits)	翻转给定的位。
`fourier_series`([limits])	计算自身的傅里叶正弦/余弦级数。
`fps`([x, x0, dir, hyper, order, rational, full])	计算自身的形式幂级数。
`fromiter`(args, **assumptions)	从可迭代对象创建一个新对象。
`gammasimp`()	参见 sympy.simplify 中的 gammasimp 函数
`getO`()	如果有加法 O(..) 符号，则返回该符号，否则返回 None。
`getn`()	返回表达式的顺序。
`has`(*patterns)	测试是否有任何子表达式匹配任何模式。
`has_free`(*patterns)	如果 self 包含对象 `x` 作为自由表达式，则返回 True，否则返回 False。
`has_xfree`(s)	如果 self 有 s 中的任何一个模式作为自由参数，则返回 True，否则返回 False。
`integrate`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.integrals 中的 integrate 函数。
`invert`(g, gens, *args)	返回 `self` 对 `g` 的乘法逆元，其中 self``（和 ``g）可以是符号表达式。
`is_algebraic_expr`(*syms)	此测试给定的表达式是否在给定的符号 syms 中是代数的。
`is_constant`(wrt, *flags)	如果 self 是常量则返回 True，如果不是则返回 False，如果无法明确确定常量性则返回 None。
`is_meromorphic`(x, a)	此测试表达式是否作为给定符号 `x` 的函数在点 `a` 处是亚纯的。
`is_polynomial`(*syms)	如果 self 是 syms 中的多项式，则返回 True，否则返回 False。
`is_rational_function`(*syms)	测试函数是否是给定符号 syms 中的两个多项式的比率。
`is_same`(b[, approx])	如果 a 和 b 结构相同则返回 True，否则返回 False。
`leadterm`(x[, logx, cdir])	返回前导项 ax*b 作为元组 (a, b)。
`limit`(x, xlim[, dir])	计算极限 x->xlim。
`lseries`([x, x0, dir, logx, cdir])	用于生成序列项的迭代器的包装器。
`match`(pattern[, old])	模式匹配。
`matches`(expr[, repl_dict, old])	用于 match() 的辅助方法，用于在 self 中的通配符符号与 expr 中的表达式之间寻找匹配。
`n`([n, subs, maxn, chop, strict, quad, verbose])	将给定的公式计算到 n 位精度。
`normal`()	返回表达式为分数形式。
`nseries`([x, x0, n, dir, logx, cdir])	如果假设允许，则包装到 _eval_nseries，否则包装到 series。
`nsimplify`([constants, tolerance, full])	参见 sympy.simplify 中的 nsimplify 函数
`powsimp`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.simplify 中的 powsimp 函数
`primitive`()	返回可以从自身每个项中非递归提取的正有理数（即，将自身视为一个加法）。
`radsimp`(**kwargs)	参见 sympy.simplify 中的 radsimp 函数
`ratsimp`()	参见 sympy.simplify 中的 ratsimp 函数。
`rcall`(*args)	通过表达式树递归应用于参数。
`refine`([assumption])	请参阅 sympy.assumptions 中的 refine 函数。
`removeO`()	如果存在，移除加性的 O(..) 符号
`replace`(query, value[, map, simultaneous, exact])	将 `self` 中匹配的子表达式替换为 `value`。
`rewrite`(*args[, deep])	使用定义的规则重写 self。
`round`([n])	返回 x 四舍五入到给定的十进制位数。
`separate`([deep, force])	参见 sympy.simplify 中的单独函数
`series`([x, x0, n, dir, logx, cdir])	在 `x = x0` 附近对 "self" 进行级数展开，当 n=None 时逐项给出级数项（即惰性级数），否则当 n != None 时一次性给出所有项。
`simplify`(**kwargs)	请参阅 sympy.simplify 中的 simplify 函数。
`sort_key`([order])
`subs`(args, *kwargs)	在简化参数后，在表达式中用新内容替换旧内容。
`taylor_term`(n, x, *previous_terms)	泰勒项的一般方法。
`together`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.polys 中的 together 函数。
`trigsimp`(**args)	参见 sympy.simplify 中的 trigsimp 函数
`xreplace`(rule)	替换表达式中对象的出现。

伴随
as_base_exp
复制
差异
目录
is_hypergeometric
转置

示例

为整数 5 创建一个量子比特：

>>> from sympy.physics.quantum.qubit import IntQubit
>>> from sympy.physics.quantum.qubit import Qubit
>>> q = IntQubit(5)
>>> q
|5>

我们也可以通过传递一个 Qubit 实例来创建 IntQubit。

>>> q = IntQubit(Qubit('101'))
>>> q
|5>
>>> q.as_int()
5
>>> q.nqubits
3
>>> q.qubit_values
(1, 0, 1)

我们可以回到常规的量子比特形式。

>>> Qubit(q)
|101>

请注意，IntQubit 也接受一个 Qubit 风格的比特列表。因此，下面的代码产生的是量子比特 3，而不是单个比特 1。

>>> IntQubit(1, 1)
|3>

为了避免歧义，请使用 nqubits 参数。特别推荐在通过变量提供值时使用此关键字。

>>> IntQubit(1, nqubits=1)
|1>
>>> a = 1
>>> IntQubit(a, nqubits=1)
|1>

class sympy.physics.quantum.qubit.IntQubitBra(*args, **kwargs)[源代码][源代码]¶

一个存储整数为二进制数的量子比特括号。

属性:

args: 返回 ‘self’ 的参数元组。
assumptions0: 返回对象 \(type\) 假设。
canonical_variables: 返回一个字典，将 self.bound_symbols 中定义的任何变量映射到与表达式中任何自由符号不冲突的符号。
dimension: 状态中的量子比特数量。
dual: 返回此状态的对偶状态。
expr_free_symbols: 类似于 free_symbols，但仅在自由符号包含在表达式节点中时返回它们。
free_symbols: 从自身的原子中返回那些自由符号。
func: 表达式中的顶级函数。
希尔伯特空间
is_antihermitian
is_comparable: 如果 self 可以计算为一个具有精度的实数（或已经是一个实数），则返回 True，否则返回 False。
is_finite
is_hermitian
is_infinite
is_number: 如果 self 没有自由符号且没有未定义的函数（确切地说，是 AppliedUndef），则返回 True。
is_polar
is_symbolic
label: 标签是对象的唯一标识符集。
nqubits
operators: 返回此状态是其本征态的算符。
qubit_values: 以元组形式返回量子比特的值。

方法

`apart`([x])	请参阅 sympy.polys 中的 apart 函数。
`args_cnc`([cset, warn, split_1])	返回 [交换因子, 非交换因子] 的自身。
`as_coeff_Add`([rational])	高效地提取求和的系数。
`as_coeff_Mul`([rational])	高效地提取乘积的系数。
`as_coeff_add`(*deps)	返回元组 (c, args)，其中 self 被写成一个 Add，`a`。
`as_coeff_exponent`(x)	`cx*e -> c,e` 其中 x 可以是任何符号表达式。
`as_coeff_mul`(deps, *kwargs)	返回元组 (c, args)，其中 self 被写成一个 Mul，`m`。
`as_coefficient`(expr)	提取给定表达式中的符号系数。
`as_coefficients_dict`(*syms)	返回一个字典，将术语映射到它们的 Rational 系数。
`as_content_primitive`([radical, clear])	此方法应递归地从所有参数中移除一个 Rational，并返回该内容和新的 self（原始类型）。
`as_dummy`()	返回表达式，其中任何具有结构绑定符号的对象都被替换为在其出现的对象中唯一的规范符号，并且仅对交换性具有默认假设为True。
`as_expr`(*gens)	将多项式转换为 SymPy 表达式。
`as_independent`(deps, *hint)	将 Mul 或 Add 的大部分天真分离为不依赖于 deps 的参数。
`as_int`()	返回量子比特的数值。
`as_leading_term`(*symbols[, logx, cdir])	返回自身级数展开的主导（非零）项。
`as_numer_denom`()	返回一个表达式的分子和分母。
`as_ordered_factors`([order])	返回有序因子列表（如果是 Mul），否则返回 [self]。
`as_ordered_terms`([order, data])	将表达式转换为有序的项列表。
`as_poly`(gens, *args)	将 `self` 转换为多项式，或返回 `None`。
`as_powers_dict`()	将自身作为一个因子的字典返回，每个因子都被视为一个幂。
`as_real_imag`([deep])	对 'self' 执行复杂的扩展，并返回一个包含收集到的实部和虚部的元组。
`as_terms`()	将一个表达式转换为项的列表。
`aseries`([x, n, bound, hir])	自变量的渐近级数展开
`atoms`(*types)	返回构成当前对象的原子。
`cancel`(gens, *args)	参见 sympy.polys 中的取消函数
`class_key`()	类的好顺序。
`coeff`(x[, n, right, _first])	返回包含 `x**n` 的项中的系数。
`collect`(syms[, func, evaluate, exact, ...])	请参阅 sympy.simplify 中的 collect 函数。
`combsimp`()	请参阅 sympy.simplify 中的 combsimp 函数。
`compare`(other)	如果对象在规范意义上小于、等于或大于其他对象，则返回 -1、0、1。
`compute_leading_term`(x[, logx])	已弃用的函数，用于计算级数的首项。
`conjugate`()	返回 'self' 的复数共轭。
`could_extract_minus_sign`()	如果 self 以 -1 作为前导因子，或在求和中有比正号更多的负号，则返回 True，否则返回 False。
`count`(query)	计算匹配的子表达式的数量。
`count_ops`([visual])
`default_args`()
`doit`(**hints)	评估默认情况下不评估的对象，如极限、积分、求和和乘积。
`dual_class`()
`dummy_eq`(other[, symbol])	比较两个表达式并处理哑符号。
`equals`(other[, failing_expression])	如果 self == other 则返回 True，如果不相等则返回 False，或者返回 None。
`evalf`([n, subs, maxn, chop, strict, quad, ...])	将给定的公式计算到 n 位精度。
`expand`([deep, modulus, power_base, ...])	使用提示扩展表达式。
`extract_additively`(c)	如果可以从自身减去 c 并且使所有匹配的系数趋向于零，则返回 self - c，否则返回 None。
`extract_branch_factor`([allow_half])	尝试以 `exp_polar(2piIn)z` 的方式优雅地表达自身。
`extract_multiplicatively`(c)	如果无法以一种良好的方式将 self 表示为 c * something，即保留 self 参数的属性，则返回 None。
`factor`(gens, *args)	参见 sympy.polys.polytools 中的 factor() 函数
`find`(query[, group])	查找所有匹配查询的子表达式。
`flip`(*bits)	翻转给定的位。
`fourier_series`([limits])	计算自身的傅里叶正弦/余弦级数。
`fps`([x, x0, dir, hyper, order, rational, full])	计算自身的形式幂级数。
`fromiter`(args, **assumptions)	从可迭代对象创建一个新对象。
`gammasimp`()	参见 sympy.simplify 中的 gammasimp 函数
`getO`()	如果有加法 O(..) 符号，则返回该符号，否则返回 None。
`getn`()	返回表达式的顺序。
`has`(*patterns)	测试是否有任何子表达式匹配任何模式。
`has_free`(*patterns)	如果 self 包含对象 `x` 作为自由表达式，则返回 True，否则返回 False。
`has_xfree`(s)	如果 self 有 s 中的任何一个模式作为自由参数，则返回 True，否则返回 False。
`integrate`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.integrals 中的 integrate 函数。
`invert`(g, gens, *args)	返回 `self` 对 `g` 的乘法逆元，其中 self``（和 ``g）可以是符号表达式。
`is_algebraic_expr`(*syms)	此测试给定的表达式是否在给定的符号 syms 中是代数的。
`is_constant`(wrt, *flags)	如果 self 是常量则返回 True，如果不是则返回 False，如果无法明确确定常量性则返回 None。
`is_meromorphic`(x, a)	此测试表达式是否作为给定符号 `x` 的函数在点 `a` 处是亚纯的。
`is_polynomial`(*syms)	如果 self 是 syms 中的多项式，则返回 True，否则返回 False。
`is_rational_function`(*syms)	测试函数是否是给定符号 syms 中的两个多项式的比率。
`is_same`(b[, approx])	如果 a 和 b 结构相同则返回 True，否则返回 False。
`leadterm`(x[, logx, cdir])	返回前导项 ax*b 作为元组 (a, b)。
`limit`(x, xlim[, dir])	计算极限 x->xlim。
`lseries`([x, x0, dir, logx, cdir])	用于生成序列项的迭代器的包装器。
`match`(pattern[, old])	模式匹配。
`matches`(expr[, repl_dict, old])	用于 match() 的辅助方法，用于在 self 中的通配符符号与 expr 中的表达式之间寻找匹配。
`n`([n, subs, maxn, chop, strict, quad, verbose])	将给定的公式计算到 n 位精度。
`normal`()	返回表达式为分数形式。
`nseries`([x, x0, n, dir, logx, cdir])	如果假设允许，则包装到 _eval_nseries，否则包装到 series。
`nsimplify`([constants, tolerance, full])	参见 sympy.simplify 中的 nsimplify 函数
`powsimp`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.simplify 中的 powsimp 函数
`primitive`()	返回可以从自身每个项中非递归提取的正有理数（即，将自身视为一个加法）。
`radsimp`(**kwargs)	参见 sympy.simplify 中的 radsimp 函数
`ratsimp`()	参见 sympy.simplify 中的 ratsimp 函数。
`rcall`(*args)	通过表达式树递归应用于参数。
`refine`([assumption])	请参阅 sympy.assumptions 中的 refine 函数。
`removeO`()	如果存在，移除加性的 O(..) 符号
`replace`(query, value[, map, simultaneous, exact])	将 `self` 中匹配的子表达式替换为 `value`。
`rewrite`(*args[, deep])	使用定义的规则重写 self。
`round`([n])	返回 x 四舍五入到给定的十进制位数。
`separate`([deep, force])	参见 sympy.simplify 中的单独函数
`series`([x, x0, n, dir, logx, cdir])	在 `x = x0` 附近对 "self" 进行级数展开，当 n=None 时逐项给出级数项（即惰性级数），否则当 n != None 时一次性给出所有项。
`simplify`(**kwargs)	请参阅 sympy.simplify 中的 simplify 函数。
`sort_key`([order])
`subs`(args, *kwargs)	在简化参数后，在表达式中用新内容替换旧内容。
`taylor_term`(n, x, *previous_terms)	泰勒项的一般方法。
`together`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.polys 中的 together 函数。
`trigsimp`(**args)	参见 sympy.simplify 中的 trigsimp 函数
`xreplace`(rule)	替换表达式中对象的出现。

伴随
as_base_exp
复制
差异
目录
is_hypergeometric
转置

class sympy.physics.quantum.qubit.Qubit(*args, **kwargs)[源代码][源代码]¶

计算（z）基中的多量子比特态矢。

我们使用最不重要量子位在最右边的常规表示法，因此 |00001> 在最不重要的量子位上有一个 1。

参数:

值list, str: 量子比特值作为整数列表 ([0,0,0,1,1,]) 或字符串 (‘011’)。

属性:

args: 返回 ‘self’ 的参数元组。
assumptions0: 返回对象 \(type\) 假设。
canonical_variables: 返回一个字典，将 self.bound_symbols 中定义的任何变量映射到与表达式中任何自由符号不冲突的符号。
dimension: 状态中的量子比特数量。
dual: 返回此状态的对偶状态。
expr_free_symbols: 类似于 free_symbols，但仅在自由符号包含在表达式节点中时返回它们。
free_symbols: 从自身的原子中返回那些自由符号。
func: 表达式中的顶级函数。
希尔伯特空间
is_antihermitian
is_comparable: 如果 self 可以计算为一个具有精度的实数（或已经是一个实数），则返回 True，否则返回 False。
is_finite
is_hermitian
is_infinite
is_number: 如果 self 没有自由符号且没有未定义的函数（确切地说，是 AppliedUndef），则返回 True。
is_polar
is_symbolic
label: 标签是对象的唯一标识符集。
nqubits
operators: 返回此状态是其本征态的算符。
qubit_values: 以元组形式返回量子比特的值。

方法

`apart`([x])	请参阅 sympy.polys 中的 apart 函数。
`args_cnc`([cset, warn, split_1])	返回 [交换因子, 非交换因子] 的自身。
`as_coeff_Add`([rational])	高效地提取求和的系数。
`as_coeff_Mul`([rational])	高效地提取乘积的系数。
`as_coeff_add`(*deps)	返回元组 (c, args)，其中 self 被写成一个 Add，`a`。
`as_coeff_exponent`(x)	`cx*e -> c,e` 其中 x 可以是任何符号表达式。
`as_coeff_mul`(deps, *kwargs)	返回元组 (c, args)，其中 self 被写成一个 Mul，`m`。
`as_coefficient`(expr)	提取给定表达式中的符号系数。
`as_coefficients_dict`(*syms)	返回一个字典，将术语映射到它们的 Rational 系数。
`as_content_primitive`([radical, clear])	此方法应递归地从所有参数中移除一个 Rational，并返回该内容和新的 self（原始类型）。
`as_dummy`()	返回表达式，其中任何具有结构绑定符号的对象都被替换为在其出现的对象中唯一的规范符号，并且仅对交换性具有默认假设为True。
`as_expr`(*gens)	将多项式转换为 SymPy 表达式。
`as_independent`(deps, *hint)	将 Mul 或 Add 的大部分天真分离为不依赖于 deps 的参数。
`as_leading_term`(*symbols[, logx, cdir])	返回自身级数展开的主导（非零）项。
`as_numer_denom`()	返回一个表达式的分子和分母。
`as_ordered_factors`([order])	返回有序因子列表（如果是 Mul），否则返回 [self]。
`as_ordered_terms`([order, data])	将表达式转换为有序的项列表。
`as_poly`(gens, *args)	将 `self` 转换为多项式，或返回 `None`。
`as_powers_dict`()	将自身作为一个因子的字典返回，每个因子都被视为一个幂。
`as_real_imag`([deep])	对 'self' 执行复杂的扩展，并返回一个包含收集到的实部和虚部的元组。
`as_terms`()	将一个表达式转换为项的列表。
`aseries`([x, n, bound, hir])	自变量的渐近级数展开
`atoms`(*types)	返回构成当前对象的原子。
`cancel`(gens, *args)	参见 sympy.polys 中的取消函数
`class_key`()	类的好顺序。
`coeff`(x[, n, right, _first])	返回包含 `x**n` 的项中的系数。
`collect`(syms[, func, evaluate, exact, ...])	请参阅 sympy.simplify 中的 collect 函数。
`combsimp`()	请参阅 sympy.simplify 中的 combsimp 函数。
`compare`(other)	如果对象在规范意义上小于、等于或大于其他对象，则返回 -1、0、1。
`compute_leading_term`(x[, logx])	已弃用的函数，用于计算级数的首项。
`conjugate`()	返回 'self' 的复数共轭。
`could_extract_minus_sign`()	如果 self 以 -1 作为前导因子，或在求和中有比正号更多的负号，则返回 True，否则返回 False。
`count`(query)	计算匹配的子表达式的数量。
`count_ops`([visual])
`default_args`()
`doit`(**hints)	评估默认情况下不评估的对象，如极限、积分、求和和乘积。
`dual_class`()
`dummy_eq`(other[, symbol])	比较两个表达式并处理哑符号。
`equals`(other[, failing_expression])	如果 self == other 则返回 True，如果不相等则返回 False，或者返回 None。
`evalf`([n, subs, maxn, chop, strict, quad, ...])	将给定的公式计算到 n 位精度。
`expand`([deep, modulus, power_base, ...])	使用提示扩展表达式。
`extract_additively`(c)	如果可以从自身减去 c 并且使所有匹配的系数趋向于零，则返回 self - c，否则返回 None。
`extract_branch_factor`([allow_half])	尝试以 `exp_polar(2piIn)z` 的方式优雅地表达自身。
`extract_multiplicatively`(c)	如果无法以一种良好的方式将 self 表示为 c * something，即保留 self 参数的属性，则返回 None。
`factor`(gens, *args)	参见 sympy.polys.polytools 中的 factor() 函数
`find`(query[, group])	查找所有匹配查询的子表达式。
`flip`(*bits)	翻转给定的位。
`fourier_series`([limits])	计算自身的傅里叶正弦/余弦级数。
`fps`([x, x0, dir, hyper, order, rational, full])	计算自身的形式幂级数。
`fromiter`(args, **assumptions)	从可迭代对象创建一个新对象。
`gammasimp`()	参见 sympy.simplify 中的 gammasimp 函数
`getO`()	如果有加法 O(..) 符号，则返回该符号，否则返回 None。
`getn`()	返回表达式的顺序。
`has`(*patterns)	测试是否有任何子表达式匹配任何模式。
`has_free`(*patterns)	如果 self 包含对象 `x` 作为自由表达式，则返回 True，否则返回 False。
`has_xfree`(s)	如果 self 有 s 中的任何一个模式作为自由参数，则返回 True，否则返回 False。
`integrate`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.integrals 中的 integrate 函数。
`invert`(g, gens, *args)	返回 `self` 对 `g` 的乘法逆元，其中 self``（和 ``g）可以是符号表达式。
`is_algebraic_expr`(*syms)	此测试给定的表达式是否在给定的符号 syms 中是代数的。
`is_constant`(wrt, *flags)	如果 self 是常量则返回 True，如果不是则返回 False，如果无法明确确定常量性则返回 None。
`is_meromorphic`(x, a)	此测试表达式是否作为给定符号 `x` 的函数在点 `a` 处是亚纯的。
`is_polynomial`(*syms)	如果 self 是 syms 中的多项式，则返回 True，否则返回 False。
`is_rational_function`(*syms)	测试函数是否是给定符号 syms 中的两个多项式的比率。
`is_same`(b[, approx])	如果 a 和 b 结构相同则返回 True，否则返回 False。
`leadterm`(x[, logx, cdir])	返回前导项 ax*b 作为元组 (a, b)。
`limit`(x, xlim[, dir])	计算极限 x->xlim。
`lseries`([x, x0, dir, logx, cdir])	用于生成序列项的迭代器的包装器。
`match`(pattern[, old])	模式匹配。
`matches`(expr[, repl_dict, old])	用于 match() 的辅助方法，用于在 self 中的通配符符号与 expr 中的表达式之间寻找匹配。
`n`([n, subs, maxn, chop, strict, quad, verbose])	将给定的公式计算到 n 位精度。
`normal`()	返回表达式为分数形式。
`nseries`([x, x0, n, dir, logx, cdir])	如果假设允许，则包装到 _eval_nseries，否则包装到 series。
`nsimplify`([constants, tolerance, full])	参见 sympy.simplify 中的 nsimplify 函数
`powsimp`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.simplify 中的 powsimp 函数
`primitive`()	返回可以从自身每个项中非递归提取的正有理数（即，将自身视为一个加法）。
`radsimp`(**kwargs)	参见 sympy.simplify 中的 radsimp 函数
`ratsimp`()	参见 sympy.simplify 中的 ratsimp 函数。
`rcall`(*args)	通过表达式树递归应用于参数。
`refine`([assumption])	请参阅 sympy.assumptions 中的 refine 函数。
`removeO`()	如果存在，移除加性的 O(..) 符号
`replace`(query, value[, map, simultaneous, exact])	将 `self` 中匹配的子表达式替换为 `value`。
`rewrite`(*args[, deep])	使用定义的规则重写 self。
`round`([n])	返回 x 四舍五入到给定的十进制位数。
`separate`([deep, force])	参见 sympy.simplify 中的单独函数
`series`([x, x0, n, dir, logx, cdir])	在 `x = x0` 附近对 "self" 进行级数展开，当 n=None 时逐项给出级数项（即惰性级数），否则当 n != None 时一次性给出所有项。
`simplify`(**kwargs)	请参阅 sympy.simplify 中的 simplify 函数。
`sort_key`([order])
`subs`(args, *kwargs)	在简化参数后，在表达式中用新内容替换旧内容。
`taylor_term`(n, x, *previous_terms)	泰勒项的一般方法。
`together`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.polys 中的 together 函数。
`trigsimp`(**args)	参见 sympy.simplify 中的 trigsimp 函数
`xreplace`(rule)	替换表达式中对象的出现。

伴随
as_base_exp
复制
差异
目录
is_hypergeometric
转置

示例

以几种不同的方式创建一个量子比特，并查看它们的属性：

>>> from sympy.physics.quantum.qubit import Qubit
>>> Qubit(0,0,0)
|000>
>>> q = Qubit('0101')
>>> q
|0101>

>>> q.nqubits
4
>>> len(q)
4
>>> q.dimension
4
>>> q.qubit_values
(0, 1, 0, 1)

我们可以翻转单个量子比特的值：

>>> q.flip(1)
|0111>

我们可以取一个 Qubit 的 dagger 来得到一个 bra：

>>> from sympy.physics.quantum.dagger import Dagger
>>> Dagger(q)
<0101|
>>> type(Dagger(q))
<class 'sympy.physics.quantum.qubit.QubitBra'>

内积按预期工作：

>>> ip = Dagger(q)*q
>>> ip
<0101|0101>
>>> ip.doit()
1

class sympy.physics.quantum.qubit.QubitBra(*args, **kwargs)[源代码][源代码]¶

计算（z）基底中的多量子比特布洛赫矢量。

我们使用最不重要量子位在最右边的常规表示法，因此 |00001> 在最不重要的量子位上有一个 1。

参数:

值list, str: 量子比特值作为整数列表 ([0,0,0,1,1,]) 或字符串 (‘011’)。

属性:

args: 返回 ‘self’ 的参数元组。
assumptions0: 返回对象 \(type\) 假设。
canonical_variables: 返回一个字典，将 self.bound_symbols 中定义的任何变量映射到与表达式中任何自由符号不冲突的符号。
dimension: 状态中的量子比特数量。
dual: 返回此状态的对偶状态。
expr_free_symbols: 类似于 free_symbols，但仅在自由符号包含在表达式节点中时返回它们。
free_symbols: 从自身的原子中返回那些自由符号。
func: 表达式中的顶级函数。
希尔伯特空间
is_antihermitian
is_comparable: 如果 self 可以计算为一个具有精度的实数（或已经是一个实数），则返回 True，否则返回 False。
is_finite
is_hermitian
is_infinite
is_number: 如果 self 没有自由符号且没有未定义的函数（确切地说，是 AppliedUndef），则返回 True。
is_polar
is_symbolic
label: 标签是对象的唯一标识符集。
nqubits
operators: 返回此状态是其本征态的算符。
qubit_values: 以元组形式返回量子比特的值。

方法

`apart`([x])	请参阅 sympy.polys 中的 apart 函数。
`args_cnc`([cset, warn, split_1])	返回 [交换因子, 非交换因子] 的自身。
`as_coeff_Add`([rational])	高效地提取求和的系数。
`as_coeff_Mul`([rational])	高效地提取乘积的系数。
`as_coeff_add`(*deps)	返回元组 (c, args)，其中 self 被写成一个 Add，`a`。
`as_coeff_exponent`(x)	`cx*e -> c,e` 其中 x 可以是任何符号表达式。
`as_coeff_mul`(deps, *kwargs)	返回元组 (c, args)，其中 self 被写成一个 Mul，`m`。
`as_coefficient`(expr)	提取给定表达式中的符号系数。
`as_coefficients_dict`(*syms)	返回一个字典，将术语映射到它们的 Rational 系数。
`as_content_primitive`([radical, clear])	此方法应递归地从所有参数中移除一个 Rational，并返回该内容和新的 self（原始类型）。
`as_dummy`()	返回表达式，其中任何具有结构绑定符号的对象都被替换为在其出现的对象中唯一的规范符号，并且仅对交换性具有默认假设为True。
`as_expr`(*gens)	将多项式转换为 SymPy 表达式。
`as_independent`(deps, *hint)	将 Mul 或 Add 的大部分天真分离为不依赖于 deps 的参数。
`as_leading_term`(*symbols[, logx, cdir])	返回自身级数展开的主导（非零）项。
`as_numer_denom`()	返回一个表达式的分子和分母。
`as_ordered_factors`([order])	返回有序因子列表（如果是 Mul），否则返回 [self]。
`as_ordered_terms`([order, data])	将表达式转换为有序的项列表。
`as_poly`(gens, *args)	将 `self` 转换为多项式，或返回 `None`。
`as_powers_dict`()	将自身作为一个因子的字典返回，每个因子都被视为一个幂。
`as_real_imag`([deep])	对 'self' 执行复杂的扩展，并返回一个包含收集到的实部和虚部的元组。
`as_terms`()	将一个表达式转换为项的列表。
`aseries`([x, n, bound, hir])	自变量的渐近级数展开
`atoms`(*types)	返回构成当前对象的原子。
`cancel`(gens, *args)	参见 sympy.polys 中的取消函数
`class_key`()	类的好顺序。
`coeff`(x[, n, right, _first])	返回包含 `x**n` 的项中的系数。
`collect`(syms[, func, evaluate, exact, ...])	请参阅 sympy.simplify 中的 collect 函数。
`combsimp`()	请参阅 sympy.simplify 中的 combsimp 函数。
`compare`(other)	如果对象在规范意义上小于、等于或大于其他对象，则返回 -1、0、1。
`compute_leading_term`(x[, logx])	已弃用的函数，用于计算级数的首项。
`conjugate`()	返回 'self' 的复数共轭。
`could_extract_minus_sign`()	如果 self 以 -1 作为前导因子，或在求和中有比正号更多的负号，则返回 True，否则返回 False。
`count`(query)	计算匹配的子表达式的数量。
`count_ops`([visual])
`default_args`()
`doit`(**hints)	评估默认情况下不评估的对象，如极限、积分、求和和乘积。
`dual_class`()
`dummy_eq`(other[, symbol])	比较两个表达式并处理哑符号。
`equals`(other[, failing_expression])	如果 self == other 则返回 True，如果不相等则返回 False，或者返回 None。
`evalf`([n, subs, maxn, chop, strict, quad, ...])	将给定的公式计算到 n 位精度。
`expand`([deep, modulus, power_base, ...])	使用提示扩展表达式。
`extract_additively`(c)	如果可以从自身减去 c 并且使所有匹配的系数趋向于零，则返回 self - c，否则返回 None。
`extract_branch_factor`([allow_half])	尝试以 `exp_polar(2piIn)z` 的方式优雅地表达自身。
`extract_multiplicatively`(c)	如果无法以一种良好的方式将 self 表示为 c * something，即保留 self 参数的属性，则返回 None。
`factor`(gens, *args)	参见 sympy.polys.polytools 中的 factor() 函数
`find`(query[, group])	查找所有匹配查询的子表达式。
`flip`(*bits)	翻转给定的位。
`fourier_series`([limits])	计算自身的傅里叶正弦/余弦级数。
`fps`([x, x0, dir, hyper, order, rational, full])	计算自身的形式幂级数。
`fromiter`(args, **assumptions)	从可迭代对象创建一个新对象。
`gammasimp`()	参见 sympy.simplify 中的 gammasimp 函数
`getO`()	如果有加法 O(..) 符号，则返回该符号，否则返回 None。
`getn`()	返回表达式的顺序。
`has`(*patterns)	测试是否有任何子表达式匹配任何模式。
`has_free`(*patterns)	如果 self 包含对象 `x` 作为自由表达式，则返回 True，否则返回 False。
`has_xfree`(s)	如果 self 有 s 中的任何一个模式作为自由参数，则返回 True，否则返回 False。
`integrate`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.integrals 中的 integrate 函数。
`invert`(g, gens, *args)	返回 `self` 对 `g` 的乘法逆元，其中 self``（和 ``g）可以是符号表达式。
`is_algebraic_expr`(*syms)	此测试给定的表达式是否在给定的符号 syms 中是代数的。
`is_constant`(wrt, *flags)	如果 self 是常量则返回 True，如果不是则返回 False，如果无法明确确定常量性则返回 None。
`is_meromorphic`(x, a)	此测试表达式是否作为给定符号 `x` 的函数在点 `a` 处是亚纯的。
`is_polynomial`(*syms)	如果 self 是 syms 中的多项式，则返回 True，否则返回 False。
`is_rational_function`(*syms)	测试函数是否是给定符号 syms 中的两个多项式的比率。
`is_same`(b[, approx])	如果 a 和 b 结构相同则返回 True，否则返回 False。
`leadterm`(x[, logx, cdir])	返回前导项 ax*b 作为元组 (a, b)。
`limit`(x, xlim[, dir])	计算极限 x->xlim。
`lseries`([x, x0, dir, logx, cdir])	用于生成序列项的迭代器的包装器。
`match`(pattern[, old])	模式匹配。
`matches`(expr[, repl_dict, old])	用于 match() 的辅助方法，用于在 self 中的通配符符号与 expr 中的表达式之间寻找匹配。
`n`([n, subs, maxn, chop, strict, quad, verbose])	将给定的公式计算到 n 位精度。
`normal`()	返回表达式为分数形式。
`nseries`([x, x0, n, dir, logx, cdir])	如果假设允许，则包装到 _eval_nseries，否则包装到 series。
`nsimplify`([constants, tolerance, full])	参见 sympy.simplify 中的 nsimplify 函数
`powsimp`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.simplify 中的 powsimp 函数
`primitive`()	返回可以从自身每个项中非递归提取的正有理数（即，将自身视为一个加法）。
`radsimp`(**kwargs)	参见 sympy.simplify 中的 radsimp 函数
`ratsimp`()	参见 sympy.simplify 中的 ratsimp 函数。
`rcall`(*args)	通过表达式树递归应用于参数。
`refine`([assumption])	请参阅 sympy.assumptions 中的 refine 函数。
`removeO`()	如果存在，移除加性的 O(..) 符号
`replace`(query, value[, map, simultaneous, exact])	将 `self` 中匹配的子表达式替换为 `value`。
`rewrite`(*args[, deep])	使用定义的规则重写 self。
`round`([n])	返回 x 四舍五入到给定的十进制位数。
`separate`([deep, force])	参见 sympy.simplify 中的单独函数
`series`([x, x0, n, dir, logx, cdir])	在 `x = x0` 附近对 "self" 进行级数展开，当 n=None 时逐项给出级数项（即惰性级数），否则当 n != None 时一次性给出所有项。
`simplify`(**kwargs)	请参阅 sympy.simplify 中的 simplify 函数。
`sort_key`([order])
`subs`(args, *kwargs)	在简化参数后，在表达式中用新内容替换旧内容。
`taylor_term`(n, x, *previous_terms)	泰勒项的一般方法。
`together`(args, *kwargs)	请参阅 sympy.polys 中的 together 函数。
`trigsimp`(**args)	参见 sympy.simplify 中的 trigsimp 函数
`xreplace`(rule)	替换表达式中对象的出现。

伴随
as_base_exp
复制
差异
目录
is_hypergeometric
转置

参见

Qubit: 使用量子比特的示例

sympy.physics.quantum.qubit.matrix_to_density(mat)[源代码][源代码]¶: 通过找到矩阵的特征向量和特征值来工作。我们知道可以通过以下方式分解 rho：求和(特征值*|特征向量><特征向量|)

sympy.physics.quantum.qubit.matrix_to_qubit(matrix)[源代码][源代码]¶

从矩阵表示转换为 Qubit 对象的和。

参数:

矩阵矩阵, numpy.matrix, scipy.sparse: 用于构建 Qubit 表示的矩阵。这适用于 SymPy 矩阵、numpy 矩阵和 scipy.sparse 稀疏矩阵。

示例

表示一个状态，然后返回到其量子比特形式：

>>> from sympy.physics.quantum.qubit import matrix_to_qubit, Qubit
>>> from sympy.physics.quantum.represent import represent
>>> q = Qubit('01')
>>> matrix_to_qubit(represent(q))
|01>

sympy.physics.quantum.qubit.measure_all(qubit, format='sympy', normalize=True)[源代码][源代码]¶

对所有量子比特进行一次整体测量。

参数:

量子比特量子比特, 添加: 要测量的量子比特。这可以是任何量子比特或它们的线性组合。
格式str: 要使用的中间矩阵的格式。可能的值有 (‘sympy’, ‘numpy’, ‘scipy.sparse’)。目前仅实现了 ‘sympy’。

返回:

结果列表: 一个由原始状态及其概率组成的列表。

示例

>>> from sympy.physics.quantum.qubit import Qubit, measure_all
>>> from sympy.physics.quantum.gate import H
>>> from sympy.physics.quantum.qapply import qapply

>>> c = H(0)*H(1)*Qubit('00')
>>> c
H(0)*H(1)*|00>
>>> q = qapply(c)
>>> measure_all(q)
[(|00>, 1/4), (|01>, 1/4), (|10>, 1/4), (|11>, 1/4)]

sympy.physics.quantum.qubit.measure_all_oneshot(qubit, format='sympy')[源代码][源代码]¶

对所有量子比特执行一次集合测量。

一次测量相当于对量子系统进行一次测量。这种类型的测量不像整体测量那样返回概率，而是返回*一个*可能的结果状态。具体返回的状态是根据整体概率随机选择一个状态来确定的。

参数:

量子比特量子比特: 要测量的量子比特。这可以是任何量子比特或它们的线性组合。
格式str: 要使用的中间矩阵的格式。可能的值有 (‘sympy’, ‘numpy’, ‘scipy.sparse’)。目前仅实现了 ‘sympy’。

返回:

结果量子比特: 系统在测量时坍缩到的量子比特。

sympy.physics.quantum.qubit.measure_partial( qubit, bits, format='sympy', normalize=True, )[源代码][源代码]¶

对指定的量子比特执行部分集合测量。

参数:

量子比特量子比特: 要测量的量子比特。这可以是任何量子比特或它们的线性组合。
位元组: 要测量的量子比特。
格式str: 要使用的中间矩阵的格式。可能的值有 (‘sympy’, ‘numpy’, ‘scipy.sparse’)。目前仅实现了 ‘sympy’。

返回:

结果列表: 一个由原始状态及其概率组成的列表。

示例

>>> from sympy.physics.quantum.qubit import Qubit, measure_partial
>>> from sympy.physics.quantum.gate import H
>>> from sympy.physics.quantum.qapply import qapply

>>> c = H(0)*H(1)*Qubit('00')
>>> c
H(0)*H(1)*|00>
>>> q = qapply(c)
>>> measure_partial(q, (0,))
[(sqrt(2)*|00>/2 + sqrt(2)*|10>/2, 1/2), (sqrt(2)*|01>/2 + sqrt(2)*|11>/2, 1/2)]

sympy.physics.quantum.qubit.measure_partial_oneshot( qubit, bits, format='sympy', )[源代码][源代码]¶

对指定的量子比特执行部分一次性测量。

参数:

量子比特量子比特: 要测量的量子比特。这可以是任何量子比特或它们的线性组合。
位元组: 要测量的量子比特。
格式str: 要使用的中间矩阵的格式。可能的值有 (‘sympy’, ‘numpy’, ‘scipy.sparse’)。目前仅实现了 ‘sympy’。

返回:

结果量子比特: 系统在测量时坍缩到的量子比特。

sympy.physics.quantum.qubit.qubit_to_matrix(qubit, format='sympy')[源代码][源代码]¶

将 Qubit 对象的加法/乘法转换为其矩阵表示

此函数是 matrix_to_qubit 的逆函数，并且是 represent(qubit) 的简写。