Moluch 251 c indd

hadamard()
. Эта функция 
в качестве параметра принимает размерность квадратной матрицы Адамара. Размерность равна количеству базисных 
состояний рассматриваемого регистра. Количество состояний N вычислено по формуле: 
N = 
2
𝑛𝑛
, 
где N — количество базисных состояний, а n — количество кубитов. 
Так как функция 
hadamard()
возвращает матрицу состоящую только из 1 и -1, то для получения матрицы много-
кубитового гейта Адамара необходимо полученную из этой функции матрицу умножить на коэффициент 
1
√𝑁𝑁
, где N — 
количество базисных состояний регистра. Блок этого кода выглядит как на листинге ниже. 
Результат расчета матрицы многокубитного гейта Адамара присвоен переменной 
hadamardGate
, а рассчитанное 
количество состояний регистра — переменной 
statesCount. 
Вычисление матрицы оракула. 
Результатом расчета является переменная 
oracle
, содержащая квадратную матрицу N x N с единицами по всем 
столбцам главной диагонали за исключением столбца, представляющего собой искомое состояние; в нем установлена 
-1. Расчет такой матрицы в соответствии с формулами расчета выглядит следующим образом: 
В результате работы этого блока кода значение переменной oracle будет иметь вид, как на примере для 2-х кубитов 
и искомого 3-его состояния (
|10
⟩
): 
|00
⟩
|01
⟩
|10
⟩
|11
⟩
𝑈𝑈
=
�
1 0
0 1
0 0
0 0
0 0
0 0
−
1 0
0
1
�
. 
Расчет матрицы условного фазового сдвига. 
Каждое базисное состояние, за исключением 
|0… 0
𝑁𝑁
⟩
в регистре приобретает фазовый сдвиг -1 в соответствии 
с выражением ниже: 
𝑃𝑃
𝑠𝑠
:
�𝑥𝑥⟩ →
(
−
1)
𝑓𝑓
(
𝑥𝑥
)
�𝑥𝑥⟩
=
�−
|
𝑥𝑥⟩
,
|
𝑥𝑥⟩
,
𝑥𝑥
=
𝑥𝑥
𝑠𝑠
𝑥𝑥 ≠ 𝑥𝑥
𝑠𝑠
В переменной 
faseShift
сохранен результат расчета матрицы условного фазового сдвига в соответствии с формулой 
расчета. 
Вычисление количества итераций. 
Количество итераций Гровера вычисляется по формуле: 
Так как функция