Programkörning

I följande exempel får du en första glimt av hur ett Q# program implementeras:

/// # Sample
/// Bell States
///
/// # Description
/// Bell states or EPR pairs are specific quantum states of two qubits
/// that represent the simplest (and maximal) examples of quantum entanglement.
///
/// This Q# program implements the four different Bell states.

import Std.Diagnostics.*;
import Std.Measurement.*;

operation Main() : (Result, Result)[] {
    // Allocate the two qubits that will be used to create a Bell state.
    use register = Qubit[2];

    // This array contains a label and a preparation operation for each one
    // of the four Bell states.
    let bellStateTuples = [
        ("|Φ+〉", PreparePhiPlus),
        ("|Φ-〉", PreparePhiMinus),
        ("|Ψ+〉", PreparePsiPlus),
        ("|Ψ-〉", PreparePsiMinus)
    ];

    // Prepare all Bell states, show them using the `DumpMachine` operation
    // and measure the Bell state qubits.
    mutable measurements = [];
    for (label, prepare) in bellStateTuples {
        prepare(register);
        Message($"Bell state {label}:");
        DumpMachine();
        measurements += [(MResetZ(register[0]), MResetZ(register[1]))];
    }
    return measurements;
}

operation PreparePhiPlus(register : Qubit[]) : Unit {
    ResetAll(register);             // |00〉
    H(register[0]);                 // |+0〉
    CNOT(register[0], register[1]); // 1/sqrt(2)(|00〉 + |11〉)
}

operation PreparePhiMinus(register : Qubit[]) : Unit {
    ResetAll(register);             // |00〉
    H(register[0]);                 // |+0〉
    Z(register[0]);                 // |-0〉
    CNOT(register[0], register[1]); // 1/sqrt(2)(|00〉 - |11〉)
}

operation PreparePsiPlus(register : Qubit[]) : Unit {
    ResetAll(register);             // |00〉
    H(register[0]);                 // |+0〉
    X(register[1]);                 // |+1〉
    CNOT(register[0], register[1]); // 1/sqrt(2)(|01〉 + |10〉)
}

operation PreparePsiMinus(register : Qubit[]) : Unit {
    ResetAll(register);             // |00〉
    H(register[0]);                 // |+0〉
    Z(register[0]);                 // |-0〉
    X(register[1]);                 // |-1〉
    CNOT(register[0], register[1]); // 1/sqrt(2)(|01〉 - |10〉)
}

Det här programmet implementerar de fyra grundläggande Bell-tillstånden för kvantsammanflätning och är ett av exempelprogrammen som ingår i Tillägget Azure Quantum Visual Code.

Du kan köra programmet från den inbyggda simulatorn i VS Code QDK-tillägget och få standardutdata

Message: Bell state |Φ+〉:

DumpMachine:

 Basis | Amplitude      | Probability | Phase
 -----------------------------------------------
  |00⟩ |  0.7071+0.0000𝑖 |    50.0000% |   0.0000
  |11⟩ |  0.7071+0.0000𝑖 |    50.0000% |   0.0000

Message: Bell state |Φ-〉:

DumpMachine:

 Basis | Amplitude      | Probability | Phase
 -----------------------------------------------
  |00⟩ |  0.7071+0.0000𝑖 |    50.0000% |   0.0000
  |11⟩ | −0.7071+0.0000𝑖 |    50.0000% |  -3.1416

Message: Bell state |Ψ+〉:

DumpMachine:

 Basis | Amplitude      | Probability | Phase
 -----------------------------------------------
  |01⟩ |  0.7071+0.0000𝑖 |    50.0000% |   0.0000
  |10⟩ |  0.7071+0.0000𝑖 |    50.0000% |   0.0000

Message: Bell state |Ψ-〉:

DumpMachine:

 Basis | Amplitude      | Probability | Phase
 -----------------------------------------------
  |01⟩ |  0.7071+0.0000𝑖 |    50.0000% |   0.0000
  |10⟩ | −0.7071+0.0000𝑖 |    50.0000% |  -3.1416

Result: "[(One, One), (Zero, Zero), (One, Zero), (Zero, One)]"
Finished shot 1 of 1

Q# simulation completed.

eller köra simulatorn med ett histogramutdata

För att köra programmet på kvantmaskinvara måste programmet först kompileras och skickas till Azure Quantum, som alla kan göras inifrån VS Code. Den fullständiga processen från slutpunkt till slutpunkt finns i Komma igång med Q# program och Visual Studio Code.