QPanda 2教程资源 | VQNET中的变量和运算符
hi~
上篇为大家推送了
费米子算符类、优化算法
今天小编要介绍的是
变量、运算符
跟我们一起来学习吧！
在上一篇文章中，小编为大家介绍了算法组件：费米子算符类、优化算法。
FermionOperator类跟PauliOperator类似，提供费米子算符之间加、减和乘的基础运算操作,通过整理功能可以得到一份有序排列的结果。
优化算法包括Nelder-Mead算法跟Powell算法，它们都是一种直接搜索算法。我们在QPanda中实现了这两个算法，OriginNelderMead和OriginPowell，这两个类都继承自AbstractOptimizer。
接下来介绍的是QPanda 2的VQNET中的变量和运算符。
变量变量类是实现符号计算的用户类，用于存储特定混合量子经典网络的变量。通常任务是优化变量以最小化成本函数。变量可以是标量、矢量或矩阵。
变量具有树形结构，它可以包含子节点或父节点。如果变量没有子节点，那么我们称之为叶子节点。我们可以将变量设置为特定值，另一方面，如果变量的所有叶子节点都已设置了值，我们也可以获得该变量的值。
接口介绍在QPanda中，我们需要引入QPanda::Variational命名空间才能使用变量相关的类。我们可以通过传入一个浮点型的数据来构造一个标量变量， 也可以通过Eigen库中的MatrixXd类型数据的构造一个矢量或矩阵变量。
using namespace QPanda::Variational;
var const_var(1);
MatrixXd m1(2, 2);
m1 << 1, 2, 3, 4;
MatrixXd m2(2, 2);
m2 << 5, 6, 7, 8;
var var1(m1);
var var2(m2);
注解
在定义变量的时候，可以定义变量的类型是否可以微分，默认情况下我们定义的变量的类型都是不可微分的，不可微分的变量相当于placeholder。定义可微分的变量时，需要指定构造函数的第二个参数为true, 例如：var v1(1, true)。
我们可以先定义计算对应的表达式，表达式由变量之间进行加减乘除操作或其它操作组成，表达式也是一个变量。
var v1(10);
var v2(5);
var add = v1 + v2;
var minus = v1 - v2; //var minus(op_type::minus, {v1, v2});
var multiply = v1 * v2;
var divide = v1 / v2;
我们可以在不改变表达式结构的情况下，通过改变某个变量的值，即可得到不同的计算结果。我们可以调用变量的_eval接口，来计算该变量当前的值。
var v1(1);
var v2(2);
var add = v1 + v2;
std::cout << add._eval() << std::endl;// 输出为3
MatrixXd m(1, 1);
m << 3;
v1.setValue(m);
std::cout << add._eval() << std::endl;// 输出为5
实例
下面我们将以更多的示例来展示变量类相关接口的使用。
运算符VQNet包含许多类型的运算符， 这些运算符可以操作变量或占位符。其中，一些运算符是经典运算符，例如加，减，乘，除，指数，对数和点乘等。VQNet还包含来自经典机器学习中所有常见操作符。VQNet还包含有量子运算符，它们是vqp和qop pmeasure。另外，qop和qop pmeasure与量子计算机芯片有关，使用它们需要量子环境。为此，我们需要在使用这两个运算符时需要添加额外的参数。一般来说，我们需要添加量子机器的引用和申请的量子比特来提供量子环境。VQNet定义了如下表所示运算符，所有运算符返回的都是类型为var的变量。
★以上即为QPanda 2变量、运算符部分的详细内容介绍。
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