核心类型

qaiji.core 定义电路级中间表示的量子与经典值对象。节点保持输入顺序； Gate 与经典节点不可变，Circuit 则负责验证寄存器声明、量子比特范围和操作追加顺序。

门模型

class qaiji.GateType(*values)

电路级 IR 能够表示的门类型。

I = 'I'

X = 'X'

Y = 'Y'

Z = 'Z'

H = 'H'

S = 'S'

T = 'T'

RX = 'RX'

RY = 'RY'

RZ = 'RZ'

U3 = 'U3'

CNOT = 'CNOT'

CX = 'CX'

CZ = 'CZ'

SWAP = 'SWAP'

RX90 = 'RX90'

RX180 = 'RX180'

ISWAP = 'ISWAP'

SQISWAP = 'SQISWAP'

class qaiji.Gate(gate_type, qubits, params=())

作用在一个或多个量子比特上的不可变门。

参数:

• gate_type (GateType)

• qubits (tuple[int, ...])

• params (tuple[float, ...])

canonicalize()

返回规范形式的门，且不改变结构相等性。

返回类型:

Gate

qaiji.core.circuit.SINGLE_QUBIT_GATES: frozenset[GateType]

恰好作用在一个量子比特上的门类型。

qaiji.core.circuit.TWO_QUBIT_GATES: frozenset[GateType]

恰好作用在两个不同量子比特上的门类型。

qaiji.core.circuit.PARAM_REQUIREMENTS: dict[GateType, tuple[int, int]]

每种门类型的参数个数上下界（闭区间）。

qaiji.core.circuit.CANONICAL_ALIASES: dict[GateType, GateType]

结构上不同、但共享同一规范形式的门写法。

电路容器

class qaiji.Circuit(num_qubits)

定宽量子比特之上的有序操作序列。

参数:

num_qubits (int)

add_register(register)

追加一个寄存器，同时保证声明名称唯一。

参数:

register (ClassicalRegister)

返回类型:

None

add_gate(gate)

追加一个作用比特落在电路范围内的门。

参数:

gate (Gate)

返回类型:

None

add_measure(measurement)

追加一次测量，要求比特在范围内且目标寄存器已声明。

参数:

measurement (Measure)

返回类型:

None

add_conditional(conditional)

追加一个条件节点，其寄存器须已声明、体内门须在范围内。

参数:

conditional (Conditional)

返回类型:

None

h(qubit)

追加一个 Hadamard 门。

参数:

qubit (int)

返回类型:

None

x(qubit)

追加一个 Pauli-X 门。

参数:

qubit (int)

返回类型:

None

y(qubit)

追加一个 Pauli-Y 门。

参数:

qubit (int)

返回类型:

None

z(qubit)

追加一个 Pauli-Z 门。

参数:

qubit (int)

返回类型:

None

s(qubit)

追加一个 S 门。

参数:

qubit (int)

返回类型:

None

t(qubit)

追加一个 T 门。

参数:

qubit (int)

返回类型:

None

rx(qubit, angle=3.141592653589793)

追加一个绕 X 轴的旋转。

参数:

• qubit (int)

• angle (float)

返回类型:

None

ry(qubit, angle)

追加一个绕 Y 轴的旋转。

参数:

• qubit (int)

• angle (float)

返回类型:

None

rz(qubit, angle)

追加一个绕 Z 轴的旋转。

参数:

• qubit (int)

• angle (float)

返回类型:

None

rx90(qubit, phase=0.0)

追加一个带相位参数的四分之一圈 X 门。

参数:

• qubit (int)

• phase (float)

返回类型:

None

rx180(qubit, phase=0.0)

追加一个带相位参数的半圈 X 门。

参数:

• qubit (int)

• phase (float)

返回类型:

None

u3(qubit, theta, phi, lam)

追加一个通用单比特门。

参数:

• qubit (int)

• theta (float)

• phi (float)

• lam (float)

返回类型:

None

cnot(control, target)

追加一个受控非门。

参数:

• control (int)

• target (int)

返回类型:

None

cx(control, target)

追加一个受控 X 门。

参数:

• control (int)

• target (int)

返回类型:

None

cz(control, target)

追加一个受控 Z 门。

参数:

• control (int)

• target (int)

返回类型:

None

copy()

复制可变容器，同时安全地共享不可变节点。

返回类型:

Circuit

canonicalize()

返回一个新电路，其中每个门都被约化为规范形式。

测量原样透传；每个 Conditional 都会用规范化后的体内门重建。qaiji.codec 不消费本方法 —— OpenQASM 往返始终是结构性的，绝不做隐式归一化。

返回:

一个新电路，其宽度、寄存器声明、节点数量与节点种类序列都与当前电路 逐位置一致。

返回类型:

Circuit

经典节点

class qaiji.ClassicalRegister(name, size)

一个具名的定宽经典寄存器。

参数:

• name (str)

• size (int)

class qaiji.ClassicalBit(register, index)

经典寄存器内按下标定位的一个比特。

参数:

• register (ClassicalRegister)

• index (int)

class qaiji.Measure(qubit, target)

一次从单个量子比特到单个经典比特的测量。

参数:

• qubit (int)

• target (ClassicalBit)

class qaiji.Conditional(register, value, body)

当寄存器等于某个值时执行的门序列。

参数:

• register (ClassicalRegister)

• value (int)

• body (tuple[Gate, ...])