量子コンパイラを作る。 その15

概要

量子コンパイラを作る。
elixirで論理回路アセンブラをコンパイルして、qiskitな全加算器を生成した。

投入したソース

make 8
in 0 2
wire 3 5
xor 1 2 3
and 1 2 4
xor 0 3 7
and 0 3 5
or 4 5 6
out 6 7

生成したqiskit

from qiskit import QuantumCircuit
from qiskit.primitives import StatevectorSampler
qc = QuantumCircuit(8)
qc.h(0)
qc.h(1)
qc.h(2)
qc.cx(1, 3)
qc.cx(2, 3)
qc.ccx(1, 2, 4)
qc.cx(0, 7)
qc.cx(3, 7)
qc.ccx(0, 3, 5)
qc.ccx(4, 5, 6)
qc.cx(4, 6)
qc.cx(5, 6)

qc.measure_all()
print(qc)
sampler = StatevectorSampler()
job = sampler.run([qc], shots = 100)
result = job.result()
counts = result[0].data.meas.get_counts()
print(f" {counts}")
for ans, cnt in counts.items():
  print("carry = ", ans[7], " , ", ans[6], " + ", ans[5], " = ", ans[1], ", carry = ", ans[0])

成果物

qiskit実行結果

$ python3 test21.py
        ┌───┐                                              ░ ┌─┐
   q_0: ┤ H ├───────■───────────────────■──────────────────░─┤M├─────────────────────
        ├───┤       │                   │                  ░ └╥┘┌─┐
   q_1: ┤ H ├──■────┼─────────■─────────┼──────────────────░──╫─┤M├──────────────────
        ├───┤  │    │         │         │                  ░  ║ └╥┘┌─┐
   q_2: ┤ H ├──┼────┼────■────■─────────┼──────────────────░──╫──╫─┤M├───────────────
        └───┘┌─┴─┐  │  ┌─┴─┐  │         │                  ░  ║  ║ └╥┘┌─┐
   q_3: ─────┤ X ├──┼──┤ X ├──┼────■────■──────────────────░──╫──╫──╫─┤M├────────────
             └───┘  │  └───┘┌─┴─┐  │    │                  ░  ║  ║  ║ └╥┘┌─┐
   q_4: ────────────┼───────┤ X ├──┼────┼────■────■────────░──╫──╫──╫──╫─┤M├─────────
                    │       └───┘  │  ┌─┴─┐  │    │        ░  ║  ║  ║  ║ └╥┘┌─┐
   q_5: ────────────┼──────────────┼──┤ X ├──■────┼────■───░──╫──╫──╫──╫──╫─┤M├──────
                    │              │  └───┘┌─┴─┐┌─┴─┐┌─┴─┐ ░  ║  ║  ║  ║  ║ └╥┘┌─┐
   q_6: ────────────┼──────────────┼───────┤ X ├┤ X ├┤ X ├─░──╫──╫──╫──╫──╫──╫─┤M├───
                  ┌─┴─┐          ┌─┴─┐     └───┘└───┘└───┘ ░  ║  ║  ║  ║  ║  ║ └╥┘┌─┐
   q_7: ──────────┤ X ├──────────┤ X ├─────────────────────░──╫──╫──╫──╫──╫──╫──╫─┤M├
                  └───┘          └───┘                     ░  ║  ║  ║  ║  ║  ║  ║ └╥┘
meas: 8/══════════════════════════════════════════════════════╩══╩══╩══╩══╩══╩══╩══╩═
                                                              0  1  2  3  4  5  6  7
 {'10001100': 16, '10001010': 13, '11010111': 10, '01010110': 16, '01101101': 25, '01101011': 6, '10000001': 8, '00000000': 6}
carry =  0  ,  0  +  1  =  0 , carry =  1
carry =  0  ,  1  +  0  =  0 , carry =  1
carry =  1  ,  1  +  1  =  1 , carry =  1
carry =  0  ,  1  +  1  =  1 , carry =  0
carry =  1  ,  0  +  1  =  1 , carry =  0
carry =  1  ,  1  +  0  =  1 , carry =  0
carry =  1  ,  0  +  0  =  0 , carry =  1
carry =  0  ,  0  +  0  =  0 , carry =  0

以上。