qml.tape

量子带是一种数据结构，可以在PennyLane中表示量子电路和测量统计数据。它们是可以记录和处理量子操作和测量的排队上下文。

除了可以通过QNodes内部创建，量子带还可以被创建、嵌套、扩展（通过 expand()）和手动执行。

最后，量子胶带与通过Autograd、JAX、TensorFlow和PyTorch的自动微分完全兼容。

警告

除非您是PennyLane或插件开发者，否则您可能不需要直接使用这些类。

有关创建QNodes的更多细节，请参阅量子电路页面，以及qnode()装饰器和QNode()构造函数。

QuantumTape与QuantumScript

A QuantumScript 是量子电路的纯粹表示，只能通过初始化构建。一旦初始化，其内容在整个生命周期内应保持不可变。

>>> ops = [qml.PauliX(0)]
>>> measurements = [qml.expval(qml.PauliZ(0))]
>>> QuantumScript(ops, measurements, shots=10)
<QuantumScript: wires=[0], params=0>

一个 QuantumTape 具有额外的排队能力，并且继承自 AnnotatedQueue。它的内容在退出上下文时设置，而不是在初始化时设置。由于排队需要与全局单例 QueuingManager 交互，QuantumTape 需要一个 threading.RLock，这使其在分布式场景中的使用变得复杂。

>>> with QuantumTape(shots=10) as tape:
...     qml.PauliX(0)
...     qml.expval(qml.PauliZ(0))
>>> tape
<QuantumTape: wires=[0], params=0>

QuantumTape 还携带未处理的队列，除了处理过的 operations 和 measurements，以增加内存占用。

>>> tape.items()
((PauliX(wires=[0]), {}), (expval(PauliZ(wires=[0])), {}))

为了捕获一个量子函数，我们推荐将量子函数排队到一个 AnnotatedQueue 中，然后将其处理成 QuantumScript。

>>> with qml.queuing.AnnotatedQueue() as q:
...     qfunc(*args, **kwargs)
>>> QuantumScript.from_queue(q)
<QuantumScript: wires=[0], params=0>

由于排队也对操作的“身份”敏感，而不仅仅是其内容，因此必须复制操作，以便在QuantumTape中多次使用。一个QuantumScript可以允许在电路中多次使用相同的操作，从而可能减少其内存占用。

>>> op = qml.T(0)
>>> QuantumScript([op] * 100, [qml.probs(wires=0)])

由于用户熟悉术语 QuantumTape，因此在文档中应使用该术语。为了提高性能并减少意外副作用，QuantumScript仅在PennyLane源代码中严格使用。

pennylane.tape 包

函数

expand_tape_state_prep(tape[, skip_first])	展开所有StatePrepBase操作在录音带中的实例。
make_qscript(fn[, shots])	返回一个函数，该函数从量子函数生成qscript，而不进行任何操作排队。
plxpr_to_tape(plxpr, consts, *args[, shots])	将 plxpr 转换为 tape。

类

OperationRecorder([ops, measurements, shots])	一个模板和量子函数检查器，允许轻松检查已应用的算子，而不需要QNode。
QuantumScript([ops, measurements, shots, ...])	表示在量子设备上执行的操作和测量的指令。
QuantumTape([操作, 测量, 投射, ...])	一个量子磁带录音机，用于记录和存储变分量子程序。
TapeError	出现了一个与量子胶带相关的错误。

类继承图

代码/qml_磁带

 

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