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我正在尝试在 Cirq/Tensorflow Quantum 中实现受控旋转门。

https://cirq.readthedocs.io/en/stable/gates.html上的 readthedocs.io声明：

“可以使用 Gate.controlled() 将门转换为受控版本。通常，这会返回 ControlledGate 的实例。但是，对于某些特殊情况，门的受控版本也是已知门，这将返回“

我已经实施

cirq.rx(theta_0).on(q[0]).controlled_by(q[3])

我收到以下错误：

~/.local/lib/python3.6/site-packages/cirq/google/serializable_gate_set.py in 
serialize_op(self, op, msg, arg_function_language)
    193                         return proto_msg
    194         raise ValueError('Cannot serialize op {!r} of type {}'.format(
--> 195             gate_op, gate_type))
    196 
    197     def deserialize_dict(self,

ValueError: Cannot serialize op cirq.ControlledOperation(controls=(cirq.GridQubit(0, 3),), sub_operation=cirq.rx(sympy.Symbol('theta_0')).on(cirq.GridQubit(0, 0)), control_values=((1,),)) of type <class 'cirq.ops.controlled_gate.ControlledGate'>

我将量子比特和符号初始化为：

q = cirq.GridQubit.rect(1, 4)
symbol_names = x_0, x_1, x_2, x_3, theta_0, theta_1, z_2, z_3

我确实将电路与各种电路一起使用。

我的问题：如何在 Cirq/Tensorflow Quantum 中正确实施受控 Rx？

PS 我找不到 Google Cirq 的标签

追问：这如何推广到 Controlled Ry 和 Controlled Rz 的类似情况？

对于 Rz，我在https://threeplusone.com/pubs/on_gates.pdf找到了一个门分解，涉及 H.on(q1)、CNOT(q0, q1)、H.on(q2)，但这还不是CRz 具有任意角度。我会在 H 之前引入角度吗？

对于 Ry，我还没有找到分解，CRy 也没有。

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您所拥有的是 Cirq 中受控 X 旋转的完全正确实现。它可以用于模拟和其他类似的事情，cirq.unitary没有任何问题。

TFQ 仅支持 Cirq 中的门子集。例如，acirq.ControlledGate可以有任意数量的控制量子位，在某些情况下，这会使分解为与 NiSQ 硬件平台兼容的原始门变得更加困难（这就是为什么cirq.decompose不做任何事情的原因ControlledOperations）。TFQ 仅支持这些原始风格的门，对于支持的门的完整列表，您可以执行以下操作：

tfq.util.get_supported_gates().keys()

在您的情况下，可以提出此门的更简单实现。首先我们可以注意到它cirq.rx(some angle)等于cirq.X**(some angle / pi)一个全局阶段的偏移量：

>>> a = cirq.rx(0.3)
>>> b = cirq.X**(0.3 / np.pi)
>>> cirq.equal_up_to_global_phase(cirq.unitary(a), cirq.unitary(b))
True

现在让我们开始使用 X。那么我们要进行的操作是：

>>> qs = cirq.GridQubit.rect(1,2)
>>> a = (cirq.X**0.3)(qs[0]).controlled_by(qs[1])
>>> b = cirq.CNOT(qs[0], qs[1]) ** 0.3
>>> cirq.equal_up_to_global_phase(cirq.unitary(a), cirq.unitary(b))
True

由于cirq.CNOT在 TFQ 支持的门中，它应该是可序列化的，没有任何问题。如果要制作门的符号版本，只需将 0.3 替换为sympy.Symbol.

后续回答：如果你想做一个 CRz，你可以做和上面一样的事情，把 CNOT 门换成 CZ 门。对于 Cry 来说，这并不容易。为此，我建议做一些组合：cirq.Y(0) 和 cirq.YY(0, 1)。

编辑： tfq-nightly 0.4.0 之后的构建和可能的版本现在包括对任意受控门的支持。所以在这些版本的 tfq 上，你现在也可以做一些事情cirq.Y(...).controlled_by(...)来达到预期的结果。

于 2020-05-19T00:15:59.243 回答