№ 1559Квантовые вычисленияУровень 3

Оракул наличия подстроки

Входы — регистр запроса из $N$ кубитов в произвольном состоянии $|x\rangle$ и целевой кубит в произвольном состоянии $|y\rangle$. Также дан битовый шаблон $r$ длины $K$ в виде Bool[], $1\le K\le N$.

Напишите на языке Q# квантовый оракул для следующей функции.

$f(x)=1$, если существует позиция $P$, в которой для всех $j=0,\ldots,K-1$ выполняется $r_j=x_{j+P}$, и 0 иначе.

Например, при $N=3$ строка [false,true,false] содержит шаблон [true,false], начинающийся в позиции 1.

В заготовке приведена полная вспомогательная операция проверки шаблона в конкретной позиции.

На каждом базисном состоянии инвертируйте целевой кубит тогда и только тогда, когда $f(x)=1$, то есть реализуйте $|x\rangle|y\rangle\mapsto|x\rangle|y\oplus f(x)\rangle$. Регистр запроса должен сохранить исходное состояние. Решение должно работать на суперпозициях; измерения запрещены.

Заготовка Q#:

namespace Kata {
    operation Oracle_ContainsSubstring (x : Qubit[], y : Qubit, r : Bool[]) : Unit is Adj + Ctl {
        // Implement your solution here...

    }  

    // You might find this helper operation from an earlier task useful.  
    operation Oracle_ContainsSubstringAtPosition (x : Qubit[], y : Qubit, r : Bool[], p : Int) : Unit is Adj + Ctl {
        ApplyControlledOnBitString(r, X, x[p .. p + Length(r) - 1], y);
    }     
}

Предложить решение

Войти, чтобы отправить материал.