安装
Qcircuit宏包是基于xy-pic and ifpdf 宏包设计的。最简单安装Qcircuit宏包的方法是把qcircuit.sty
文件放置到需要编译文件的目录下,并在文中通过\usepackage[options]{qcircuit}
加载。这里options
有两种:braket
和qm
。分别代表宏包中自定义的一些关于量子力学的符号。具体可参考qcircuit.sty
文件。如果不习惯这些自定义,忽略options
即可。如果想一劳永逸永久加载Qcircuit宏包,可参考 Wikipedia page。
基本语言
组成结构
Qcircuit中,最简单的量子电路图分为三个部分:-
\Qcircuit
:代表开始画量子电路图; -
@C=1em @R=1em
:定义电路图大小,C和R分别代表列和行的宽度; -
以及代表电路图内部结构的主体部分。
量子线与单量子比特门
电路图内量子线用\qw
表示,单量子门用\gate{}
表示,其中{}内填写单量子门的标识。每个单元用&
隔开。代码
\Qcircuit @C=1em @R=.7em { & \gate{X} & \qw }代表的电路图如下所示:注意:
-
\gate{}
前一定要有&
符号; -
\gate{}
中{}已经是数学环境,不需要$$
。
门
两量子比特门中, 门最为常用。因为 门是两量子比特门,于是最少需要两行量子线。每行量子电路用//
表示。\ctrl{#1}
代表门的控制量子比特的位置,其中#1
代表目标量子比特的位置。例如填写1,则代表目标量子比特的位置在控制量子比特位置的下方一行;填写-1,则代表目标量子比特的位置在控制量子比特位置的上方一行。在控制量子比特的位置还需加上\targ
。让门来看例子:
\Qcircuit @C=1em @R=.7em { & \ctrl{1} & \targ & \qw \\ & \targ & \ctrl{-1} & \qw}以上代码代表了两个方向不同的CNOT门:
多量子比特门
多量子比特门用\multigate{#1}{#2}
表示,其中#1
代表了多量子比特门作用的个数减1。例如3量子比特门#1
填写2。#2
填写多量子比特门的标识。在\multigate{#1}{#2}
下面位置对应的量子线中还需要代码\ghost{#2}
。#1
填写数字几,\multigate{#1}{#2}
正下方就需要几个\ghost{#2}
。注意\multigate{#1}{#2}
中参量#2
要与\ghost{#2}
中的一致。
\Qcircuit @C=1em @R=.7em {& \multigate{2}{U^\dag} & \qw \\& \ghost{U^\dag}& \qw \\& \ghost{U^\dag} & \qw}代表了3量子比特门:
量子测量与经典比特
Qcircuit中还内置了多种量子测量图示: 对于测量产生的经典比特信息,用代码\cw[#1]
和\cwx[#1]
分别表示横向和纵向的经典比特。参量#1
代表信息传递长度单位。例如:
\Qcircuit @C=1em @R=.7em { & \qw & \meter \cwx[1] \cw[1]& \\ & \qw & \gate{X} & \qw }代表了量子电路图:强调区块的方法 有时需要强调某区块的量子电路图,需要用线条圈注。Qcircuit中有很简单的方法:
\gategroup{#1}{#2}{#3}{#4}{#5}{#6}
。其中#1
和#3
分别代表了圈注的起始行数和结束行数;#2
和#4
分别代表了圈注的起始列数和结束列数;#5
调节间距;#6
选择标注符号,例如:--
,.
和_\}
等等。
\Qcircuit @C=1em @R=1em { & \ctrl{2} & \qw & \gate{H} & \ctrl{1} & \gate{H} & \qw \\\ & \qw & \ctrl{1} & \gate{H} & \targ & \gate{H} & \qw \\\ & \targ & \targ & \gate{Z} & \qw & \ctrl{-1} & \qw \gategroup{1}{4}{2}{6}{.7em}{--} }
qcircuit.sty
文件来实现更多种类量子电路图的实现。Happy LaTexing ! ~
下载区
Qcircuit官方教程下载:Qtutorial
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