Execução do programa

O exemplo seguinte dá um primeiro vislumbre de como um Q# programa é implementado:

/// # 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();
        set 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〉)
}

Este programa implementa os quatro estados básicos de Bell do entrelaçamento quântico e é um dos programas de exemplo incluídos na extensão do Azure Quantum Visual Code.

Pode executar o programa a partir do simulador incorporado na extensão QDK do VS Code e obter a saída padrão

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.

ou execute o simulador com uma saída de histograma

Para executar o programa em hardware quântico, primeiro o programa tem de ser compilado e submetido para o Azure Quantum, tudo isto pode ser feito a partir do VS Code. Para obter o processo completo ponto a ponto, veja Introdução aos Q# programas e ao Visual Studio Code.