from qudas.gate.gate_ir import QdGateIR
from typing import List, Iterable
[docs]class QdAlgorithmIR:
def __init__(self, gates: List[QdGateIR]):
self.gates = gates
[docs] @classmethod
def from_blocks(cls, blocks: Iterable[Iterable[QdGateIR]]):
"""量子回路ブロックの集合から ``QdAlgorithmIR`` を生成する。
Parameters
----------
blocks : Iterable[Iterable[QdGateIR]]
各ブロックが ``QdGateIR`` を要素にもつ反復可能オブジェクト。
典型的には :class:`qudas.gate.block.QdGateBlock` のリストを想定。
"""
gates: List[QdGateIR] = []
for block in blocks:
for gate in block:
if isinstance(gate, QdGateIR):
gates.append(gate)
else:
# 型が異なる場合はスキップ／将来拡張時に警告など
continue
return cls(gates=gates)
[docs] @classmethod
def from_qasm(cls, qasm):
"""OpenQASM 文字列 / ファイルパス / QuantumCircuit から ``QdAlgorithmIR`` を生成する。
(QdGateIR ベース)"""
from qiskit import QuantumCircuit # type: ignore
import os
if isinstance(qasm, QuantumCircuit):
qc = qasm
elif isinstance(qasm, str):
if os.path.exists(qasm):
qc = QuantumCircuit.from_qasm_file(qasm)
else:
qc = QuantumCircuit.from_qasm_str(qasm)
else:
raise TypeError(f"{type(qasm)} は対応していない型です。")
gates: List[QdGateIR] = []
for inst, qargs, _ in qc.data:
targets = [qc.qubits.index(q) for q in qargs]
gate_ir = QdGateIR(
gate=inst.name,
targets=targets,
controls=[],
params=list(inst.parameters) if hasattr(inst, "parameters") else [],
)
gates.append(gate_ir)
return cls(gates=gates)
[docs] def to_qiskit(self):
"""保持している ``QdGateIR`` 一覧から ``qiskit.circuit.QuantumCircuit`` を生成する。"""
from qiskit import QuantumCircuit # type: ignore
from qiskit.circuit import Instruction # type: ignore
from qiskit.circuit.library import XGate, HGate, CXGate, RZGate, RXGate, RYGate
if not self.gates:
return QuantumCircuit(0)
# 回路に必要な量子ビット数を取得
max_index = max(
(
max(g.targets + g.controls) if (g.targets or g.controls) else -1
for g in self.gates
)
)
num_qubits = max_index + 1
# 測定ゲートがあるかどうか確認
has_measure = any(g.gate == "measure" for g in self.gates)
if has_measure:
qc = QuantumCircuit(
num_qubits, num_qubits
) # qubits と同数の classical bits
else:
qc = QuantumCircuit(num_qubits)
# 名前→ゲートオブジェクトの対応表
gate_map = {
"x": XGate,
"h": HGate,
"cx": CXGate,
"rz": RZGate,
"rx": RXGate,
"ry": RYGate,
# 必要に応じて追加
}
for g in self.gates:
# 制御 -> ターゲット の順で並べる
qubit_indices = g.controls + g.targets
if g.gate == "measure":
# targets[0] を qubit, 同じ index の classical bit に対応付け
for t in g.targets:
qc.measure(t, t)
else:
if g.gate in gate_map:
gate = (
gate_map[g.gate](*g.params) if g.params else gate_map[g.gate]()
)
qc.append(gate, [qc.qubits[i] for i in qubit_indices])
else:
raise ValueError(f"Unsupported gate: {g.gate}")
return qc