mindquantum.core.gates.DepolarizingChannel

mindquantum.core.gates.DepolarizingChannel#

class mindquantum.core.gates.DepolarizingChannel(p, n_qubits=1, **kwargs)#

去极化信道。描述的噪声体现为：以 \(P\) 的概率将量子态转变为最大混态（随机作用泡利门（I、X、Y、Z）的其中一个，每个泡利门的概率都是 \(P/4\) ），或以 \(1-P\) 的概率保持不变。

对于单比特情况，去极化信道的数学表示如下：

\[\epsilon(\rho) = (1 - P)\rho + P/4( I \rho I + X \rho X + Y \rho Y + Z \rho Z)\]

其中，\(\rho\) 是密度矩阵形式的量子态；\(P\) 是发生去极化错误的概率。

该信道还支持作用于多个目标比特。在 \(N\) 比特情况下，去极化信道的数学表示如下：

\[\epsilon(\rho) = (1 - P)\rho + \frac{P}{4^N} \sum_j U_j \rho U_j\]

其中，\(N\) 是目标比特数； \(U_j \in \left\{ I, X, Y, Z \right\} ^{\otimes N}\) 多比特泡利算符。

  • 当 \(0 \le P \le 1\) 时, 该信道是去极化信道, 并且当 \(P = 1\) 时是完全去极化信道。

  • 然而，\(1 < P \le 4^N / (4^N - 1)`同样是合法的情况, 但此时不再是去极化信道。当 :math:`P = 4^N / (4^N - 1)\) 时它变为均匀泡利信道：\(E(\rho) = \sum_j V_j \rho V_j / (4^n - 1)\)，其中 \(V_j = U_j \setminus I^{\otimes N}\)。

参数：

  • p (int, float) - 发生去极化错误的概率。

  • n_qubits (int) - 去极化信道的比特数。默认值：1。

get_cpp_obj()#

返回量子门的c++对象。

matrix()#

返回该噪声信道的Kraus算符。

返回：

list，包含了该噪声信道的Kraus算符，且顺序为 \(\left\{ I, X, Y, Z \right\} ^{\otimes N}\) 的字典顺序。

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