calcunits/QC_crot.cpp

   1 //---------------------------------------------------------------------------
   2 // Controlled Rotate Gate
   3 //---------------------------------------------------------------------------
   4 #include <cmath>
   5 #include <math.h>
   6 #include "QC_crot.h"
   7 //---------------------------------------------------------------------------
   8 /**
   9  * Constructor
  10  */
  11 QC_crot::QC_crot(int _TargetBit,int _ControlBit, double degree) : QCalcUnit() {
  12     TargetBit = _TargetBit;
  13     ControlBit = _ControlBit;
  14     Theta = M_PI * degree / 180.0;
  15 }
  16 //---------------------------------------------------------------------------
  17 /**
  18  * Calculation
  19  */
  20 void
  21 QC_crot::calc(int Target, int Control, double theta,
  22               double R[], double I[], int NumberOfBits) {
  23     unsigned int states = 1<< (NumberOfBits - 2);
  24
  25     int Bit0 = Target;
  26     int Bit1 = Control;
  27     if (Bit0 > Bit1) swap(Bit0, Bit1);
  28
  29     const double c     = std::cos(theta);
  30     const double s     = std::sin(theta);
  31
  32     double r1, i1;
  33     for (unsigned int i = 0; i < states; i++) {
  34         unsigned int ix1 = QCalcUnit::insert1(i,   Bit0);
  35         ix1 = QCalcUnit::insert1(ix1, Bit1);
  36         double r1 = R[ix1];
  37         double i1 = I[ix1];
  38
  39         R[ix1] =  c*r1 - s*i1;
  40         I[ix1] =  s*r1 + c*i1;
  41     }
  42 }
  43 //---------------------------------------------------------------------------
  44 void
  45 QC_crot::Calc(QBits *qBits) {
  46     int N = qBits->GetNumberOfQBits();
  47     double *R = qBits->GetBitsR();//Real Part
  48     double *I = qBits->GetBitsI();//Imaginary Part
  49
  50     QC_crot::calc(TargetBit, ControlBit, Theta, R, I, N);
  51 }
  52 //---------------------------------------------------------------------------
  53 #ifdef __USE__MPI
  54 void
  55 QC_crot::calcmpi(int t1, int c1, double theta, double R[], double I[], int N) {
  56     const double c     = std::cos(theta);
  57     const double s     = std::sin(theta);
  58     double r0 = 0.0;
  59     double i0 = 0.0;
  60     double r1 = 0.0;
  61     double i1 = 0.0;
  62     unsigned int ix0, ix1;
  63
  64     // Sort BitsNumber to regular order
  65     int Bit0 = t1;
  66     int Bit1 = c1;
  67     if (Bit0 > Bit1) {
  68         swap(Bit0, Bit1);
  69     }
  70
  71     for (int i = 0; i < (1 << (N - 2)); i++) {
  72         // Obtain indices of state:
  73         unsigned int ix1 = QCalcUnit::insert1(i,   Bit0);
  74         ix1 = QCalcUnit::insert1(ix1, Bit1);
  75         unsigned int ix0 = ix1 & ~(1 << t1);
  76
  77         bool bstore = setup(R, I, ix0, ix1, r0, i0, r1, i1);
  78         if (bstore) {
  79             double nr0 = r0;
  80             double ni0 = i0;
  81             double nr1 = c*r1 - s*i1;
  82             double ni1 = s*r1 + c*i1;
  83             // Store:
  84             store(R, I, ix0, ix1, nr0, ni0, nr1, ni1);
  85         }
  86     }
  87 }
  88 #endif
  89 //---------------------------------------------------------------------------