Sympy.physics.quantum.gate中的Z-GATE如何激发工作？

Question

如果我运行以下python脚本：

from sympy.physics.quantum import qapply
from sympy.physics.quantum.qubit import Qubit
from sympy.physics.quantum.gate import X, Z, ZGate
    
print("1a) Z(0)*Qubit('0')={0}".format(qapply(Z(0)*Qubit('0'))))
print("1b) Z(0)*Qubit('1')={0}\n".format(qapply(Z(0)*Qubit('1'))))
    
print("2a) Z(0)*Qubit('00')={0}".format(qapply(Z(0)*Qubit('00'))))
print("2b) Z(0)*Qubit('01')={0}".format(qapply(Z(0)*Qubit('01'))))
print("2c) Z(0)*Qubit('10')={0}".format(qapply(Z(0)*Qubit('10'))))
print("2d) Z(0)*Qubit('11')={0}".format(qapply(Z(0)*Qubit('11'))))
print("2e) Z(1)*Qubit('00')={0}".format(qapply(Z(1)*Qubit('00'))))
print("2f) Z(1)*Qubit('01')={0}".format(qapply(Z(1)*Qubit('01'))))
print("2g) Z(1)*Qubit('10')={0}".format(qapply(Z(1)*Qubit('10'))))
print("2h) Z(1)*Qubit('11')={0}".format(qapply(Z(1)*Qubit('11'))))

我会收到以下输出：

1a) Z(0)*Qubit('0')=|0>
1b) Z(0)*Qubit('1')=-|1>
    
2a) Z(0)*Qubit('00')=|00>
2b) Z(0)*Qubit('01')=-|01>
2c) Z(0)*Qubit('10')=|10>
2d) Z(0)*Qubit('11')=-|11>
2e) Z(1)*Qubit('00')=|00>
2f) Z(1)*Qubit('01')=|01>
2g) Z(1)*Qubit('10')=-|10>
2h) Z(1)*Qubit('11')=-|11>

第1A行中的ouput和1b）是正确的，因为我的意见很关注，但是第2b行），2c），2f），2f），2F）是错误的。 问题在哪里？

欢迎任何帮助。

善良的态度是

克劳斯

Answer 1

您的输出是正确的，这确实就是Z门的工作方式。

我相信您的担忧是由于误解而引起的。例如，在2b中：

qubit（'01'）

'01'在qubit（'01'）中表示这些是Qubits的状态。 （在开始时，您有2 Q量的寄存器，其中Qubit Number 0处于状态| 1＆gt;，而Qubit Number 1处于状态| 0＆gt;）。

您也可以以：

Qubit('01') = |0> * |1>

z（0）

此“零”这不是量子的状态，它是应用z门的数字（索引）。

因此，将两者结合在一起：

z（0） * qubit（'01'）

您将Z Gate应用于Qubit编号0（最右边的量子，与状态| 1＆gt;）相同。

z门在一个量子位上运行（因此量号1保持不变，而Qubit号码0的门翻转相位仅保持0）。您可以将其表示为：

Z(0) * Qubit('01') = Z(0) * (|0> * |1>) = |0> * Z|1> = |0> * -|1> = -|01>

..哪种与输出相同。