noise kraus operators¶
模块¶
fieldqkit.sim.noise_kraus
概览¶
该模块提供噪声信道的 Kraus 算符构造函数，供 density matrix simulator 在演化含噪线路时调用。每个信道都是保迹的（CPTP），即 $\sum_k K_k^\dagger K_k = I$。算符以 torch.complex128 张量返回，可指定 dtype / device。
信道与 Kraus 算符¶
| 函数 | 信道 | 作用 |
|---|---|---|
depolarize1_kraus(p) |
单比特去极化 | $\rho' = (1-p)\rho + \frac{p}{3}(X\rho X + Y\rho Y + Z\rho Z)$ |
depolarize2_kraus(p) |
双比特去极化 | $\rho' = (1-p)\rho + \frac{p}{15}\sum_{P\neq II} P\rho P^\dagger$ |
x_error_kraus(p) |
比特翻转 (X) | $\rho' = (1-p)\rho + p\,X\rho X$ |
y_error_kraus(p) |
Y 错误 | $\rho' = (1-p)\rho + p\,Y\rho Y$ |
z_error_kraus(p) |
相位翻转 (Z) | $\rho' = (1-p)\rho + p\,Z\rho Z$ |
amplitude_damping_kraus(gamma) |
振幅阻尼（能量耗散） | 激发态以 $\gamma$ 衰减到基态 |
phase_damping_kraus(gamma) |
相位阻尼（退相干） | 损失相干性而不耗散能量 |
所有概率/阻尼参数须在 $[0, 1]$ 内，否则抛 ValueError。
分发入口¶
get_kraus_ops(gate_name, param, *, dtype=torch.complex128, device=None) -> list¶
- 按
gate_name返回对应信道的 Kraus 算符列表。 - 支持：
'depolarize1'、'depolarize2'、'x_error'、'y_error'、'z_error'、'amplitude_damping'、'phase_damping'。 param：信道参数（概率或阻尼系数）。- 未知
gate_name抛ValueError("Unknown noise channel: ...")。
示例¶
import torch
from fieldqkit.sim.noise_kraus import get_kraus_ops
kraus = get_kraus_ops("amplitude_damping", 0.3)
total = sum(K.conj().T @ K for K in kraus)
print(torch.allclose(total, torch.eye(2, dtype=torch.complex128))) # True（保迹）