calcunits/QC_hadamard.cpp

   1 //---------------------------------------------------------------------------
   2 //  Hadamard gate
   3 //---------------------------------------------------------------------------
   4 #include <cmath>
   5 #include "QC_hadamard.h"
   6 //---------------------------------------------------------------------------
   7 /**
   8  *  Constructor
   9  */
  10 QC_hadamard::QC_hadamard(int _Target) : QCalcUnit() {
  11     Target = _Target;
  12 }
  13 //---------------------------------------------------------------------------
  14 /**
  15  *  Calculate
  16  */
  17 void QC_hadamard::calc(int target, double R[], double I[], int NumberOfBits) {
  18
  19     unsigned int state = 1<< (NumberOfBits - 1);
  20     const double sq2 = 1.0 / std::sqrt(2.0);
  21
  22     double r0,r1,i0,i1;
  23     for (unsigned int i=0;i<state;i++) {
  24         unsigned int ix0 = insert0(i,target);
  25         unsigned int ix1 = insert1(i,target);
  26
  27         //Hadamard
  28         r0 = R[ix0];
  29         i0 = I[ix0];
  30         r1 = R[ix1];
  31         i1 = I[ix1];
  32
  33         R[ix0] = sq2*(r1+r0);
  34         I[ix0] = sq2*(i1+i0);
  35
  36         R[ix1] = sq2*(-r1+r0);
  37         I[ix1] = sq2*(-i1+i0);
  38     }
  39 }
  40 //---------------------------------------------------------------------------
  41 void
  42 QC_hadamard::Calc(QBits *qBits) {
  43     int N = qBits->GetNumberOfQBits();
  44     double *R = qBits->GetBitsR();//Real Part
  45     double *I = qBits->GetBitsI();//Imaginary Part
  46
  47     QC_hadamard::calc(Target, R, I, N);
  48 }
  49 //---------------------------------------------------------------------------
  50 #ifdef __USE__MPI
  51 void
  52 QC_hadamard::calcmpi(int t1, double R[], double I[], int N) {
  53     double r0 = 0.0;
  54     double i0 = 0.0;
  55     double r1 = 0.0;
  56     double i1 = 0.0;
  57     unsigned int ix0, ix1;
  58     const double sq2 = 1.0 / std::sqrt(2.0);
  59
  60     for (int i = 0; i < (1 << (N - 1)); i++) {
  61         // Obtain indices of state:
  62         ix0 = QCalcUnit::insert0(i, t1);
  63         ix1 = QCalcUnit::insert1(i, t1);
  64
  65         bool bstore = setup(R, I, ix0, ix1, r0, i0, r1, i1);
  66         if (bstore) {
  67             double nr0 = sq2*(r1+r0);
  68             double ni0 = sq2*(i1+i0);
  69             double nr1 = sq2*(-r1+r0);
  70             double ni1 = sq2*(-i1+i0);
  71             // Store:
  72             store(R, I, ix0, ix1, nr0, ni0, nr1, ni1);
  73         }
  74     }
  75 }
  76 #endif
  77 //---------------------------------------------------------------------------
  78