qclib/qcunitcalc.h

   1 /*\r
   2  *  qcunitcalc.h\r
   3  *  $Date: $\r
   4  *  $Revision: $\r
   5  */\r
   6 \r
   7 #ifndef QCUNITCALC_H\r
   8 #define QCUNITCALC_H\r
   9 \r
  10 namespace qc {\r
  11 //----------------------------------------------------------------------------\r
  12 inline unsigned int insert0(const unsigned int i0, const unsigned int bitnum)\r
  13 {\r
  14     unsigned int msk = (1 << bitnum) - 1;\r
  15     return ((~msk & i0) << 1) | (msk & i0);\r
  16 }\r
  17 \r
  18 inline unsigned int insert1(const unsigned int i0, const unsigned int bitnum)\r
  19 {\r
  20     unsigned int msk = (1 << bitnum) - 1;\r
  21     return ((~msk & i0) << 1) | (1 << bitnum) | (msk & i0);\r
  22 }\r
  23 \r
  24 template <class T>\r
  25 inline void swap(T &x, T &y)\r
  26 {\r
  27     T   tmp = x;\r
  28         x   = y;\r
  29         y   = tmp;\r
  30 }\r
  31 \r
  32 //----------------------------------------------------------------------------\r
  33 //----------------------------------------------------------------------------\r
  34 inline void qcuc_ccnot(double &r0, double &i0, double &r1, double &i1)\r
  35 {\r
  36     swap(r0, r1);\r
  37     swap(i0, i1);\r
  38 }\r
  39 \r
  40 //----------------------------------------------------------------------------\r
  41 inline void qcuc_cnot(double &r0, double &i0, double &r1, double &i1)\r
  42 {\r
  43     swap(r0, r1);\r
  44     swap(i0, i1);\r
  45 }\r
  46 \r
  47 //----------------------------------------------------------------------------\r
  48 inline void qcuc_crot(double &r0, double &i0, double c, double s)\r
  49 {\r
  50     double r1   = r0;\r
  51     double i1   = i0;\r
  52     r0 = c * r1 - s * i1;\r
  53     i0 = c * i1 + s * r1;\r
  54 }\r
  55 \r
  56 //----------------------------------------------------------------------------\r
  57 inline void qcuc_hadamard(double &r0, double &i0, double &r1, double &i1)\r
  58 {\r
  59     const double isq2 = 0.70710678118654752440084436210485;\r
  60     double rr0 = r0;\r
  61     double ii0 = i0;\r
  62     double rr1 = r1;\r
  63     double ii1 = i1;\r
  64     r0 = isq2 * (  rr1 + rr0);\r
  65     i0 = isq2 * (  ii1 + ii0);\r
  66     r1 = isq2 * (- rr1 + rr0);\r
  67     i1 = isq2 * (- ii1 + ii0);\r
  68 }\r
  69 \r
  70 //----------------------------------------------------------------------------\r
  71 inline void qcuc_not(double &r0, double &i0, double &r1, double &i1)\r
  72 {\r
  73     swap(r0, r1);\r
  74     swap(i0, i1);\r
  75 }\r
  76 \r
  77 //----------------------------------------------------------------------------\r
  78 inline void qcuc_pauli_x(double &r0, double &i0, double &r1, double &i1)\r
  79 {\r
  80     swap(r0, r1);\r
  81     swap(i0, i1);\r
  82 }\r
  83 \r
  84 //----------------------------------------------------------------------------\r
  85 inline void qcuc_pauli_y(double &r0, double &i0, double &r1, double &i1)\r
  86 {\r
  87     double rr0 = r0;\r
  88     double ii0 = i0;\r
  89     r0 =   i1;\r
  90     i0 = - r1;\r
  91     r1 = - ii0;\r
  92     i1 =   rr0;\r
  93 }\r
  94 \r
  95 //----------------------------------------------------------------------------\r
  96 inline void qcuc_pauli_z(double &r0, double &i0)\r
  97 {\r
  98     r0 = - r0;\r
  99     i0 = - i0;\r
 100 }\r
 101 \r
 102 //----------------------------------------------------------------------------\r
 103 inline void qcuc_swap(double &r0, double &i0, double &r1, double &i1)\r
 104 {\r
 105     swap(r0, r1);\r
 106     swap(i1, i0);\r
 107 }\r
 108 \r
 109 //----------------------------------------------------------------------------\r
 110 } //namespace qc\r
 111 \r
 112 #endif //QCUNITCALC_H\r
 113 \r