Применение функтора
Функторы — это фабрики, которые обеспечивают доступ к определенным реализациям специализаций вызываемого объекта. В Q# в настоящее время поддерживаются два функтора: Adjoint и Controlled. Оба они могут применяться к операциям, которые обеспечивают необходимые специализации.
Функторы Controlled и Adjoint являются коммутируемыми: если операция ApplyUnitary поддерживает оба функтора, разницы между Controlled Adjoint ApplyUnitary и Adjoint Controlled ApplyUnitary нет.
Оба имеют один и тот же тип, и при вызове выполните реализацию, определенную controlled adjoint для специализации.
Функтор Adjoint
Если операция ApplyUnitary определяет унитарное преобразование U квантового состояния, Adjoint ApplyUnitary обращается к реализации U†. Функтор Adjoint является самоинверсным, так как по определению (U†)† = U. Например, Adjoint Adjoint ApplyUnitary — это тоже самое, что и ApplyUnitary.
Выражение Adjoint ApplyUnitary является операцией того же типа, что и ApplyUnitary. Она имеет тот же аргумент и тип возвращаемого значения и поддерживает те же функторы. Как и любую операцию, ее можно вызвать с аргументом подходящего типа. Следующее выражение применяет сопряженную специализацию ApplyUnitary к аргументу arg:
Adjoint ApplyUnitary(arg)
Функтор Controlled
Для операции ApplyUnitary, определяющей унитарное преобразование U квантового состояния, Controlled ApplyUnitary обращается к реализации, которая условно применяет U ко всем кубитам в массиве управляющих кубитов в состоянии |1⟩.
Выражение Controlled ApplyUnitary — это операция с тем же типом возвращаемого значения и характеристиками операций, что и ApplyUnitary, а значит поддерживает те же функторы.
Она принимает аргумент типа (Qubit[], <TIn>), где <TIn> следует заменить типом аргумента ApplyUnitary с учетом эквивалентности одноэлементного кортежа.
| Операция | Тип аргумента | Контролируемый тип аргумента |
|---|---|---|
| X | Qubit |
(Qubit[], Qubit) |
| SWAP | (Qubit, Qubit) |
(Qubit[], (Qubit, Qubit)) |
В частности, если cs содержит массив кубитов, q1 и q2 — два кубита и операция SWAP соответствует данному определению, то следующее выражение производит обмен состояний для q1 и q2 при условии, что все кубиты в cs находятся в состоянии |1⟩:
Controlled SWAP(cs, (q1, q2))
Примечание.
Условное применение операции на основе кубитов элемента управления в состоянии, отличном от состояния |1⟩, может быть достигнуто путем применения соответствующего привязываемого преобразования к кубитам управления перед вызовом и применением обратных операций после. Например, условное преобразование всех управляющих кубитов в состоянии |0⟩ может быть реализовано путем применения операции X до и после. Это можно легко выразить с помощью сопряжения. Однако такая пространная конструкции может в будущем поддерживать более компактный синтаксис.