How to convert each of the pure states ||0011⟩,||1100⟩,||0101⟩ each to ||1111⟩ using qiskit

Design a quantum circuit with 4 input bits ????0,????1,????2,????3 such that it “marks” the amplitudes corresponding to the states ||????0????1????2????3⟩∈{||0011⟩,||1100⟩,||0101⟩}

by inverting their amplitudes, leaving all other states unchanged. In this problem, you are asked to achieve this without using ancillary qubits or a result bit.

Let us consider the simple problem of inverting the amplitude corresponding to ||1111⟩ leaving all the others unchanged. Show that this can be performed using a “multi controlled phase gate” with a phase of ???? radians. Write down a brief description of how such a circuit would work. See documentation for such a gate: https://docs.quantum.ibm.com/api/qiskit/qiskit.circuit.library.MCPhaseGate

A multicontrolled phase gate with control qubits ????0,????1,????2 and operating on ????3 and a phase of ???? implements the unitary operation that transforms ||1111⟩ to −||1111⟩ , while leaving all the other pure states unchanged.

Using the idea of a multi-controlled phase gate, now use X-gates (quantum not) to convert each of the pure states ||0011⟩,||1100⟩,||0101⟩ each to ||1111⟩ and use MCP gate above to mark the phase. Remember to use X-gates to convert the inputs back.

from qiskit import QuantumRegister, QuantumCircuit
from numpy import pi
def mark_pure_states(qc, b0 , b1, b2, b3):
    # mark the components corresponding to the pure states |0011> , |1100>, |0101>
    # your code here
    input_registers = [b0,b1,b2,b3]
    for i in input_registers:
        qc.h(i)
        qc.x(i)
    n = len(input_registers)
    qc.mcp(np.pi, input_registers[0:n-1], input_registers[n-1])
    for i in input_registers:
        qc.x(i) # invert back
        qc.h(i) # apply Hadamard back
    
b = QuantumRegister(4, 'b')
qc = QuantumCircuit(b)
mark_pure_states(qc, b[0], b[1], b[2], b[3])
qc.draw('mpl', style='iqp')

quantum draw

New contributor

Jettapol is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật