如何正确管理C#中Qubit的生存期

Question

我在玩Q#，它使用C#作为驱动程序。我想将Qubit对象传递给Q#代码，但它并不像预期的那样工作。

C#驱动程序

using Microsoft.Quantum.Simulation.Core;
using Microsoft.Quantum.Simulation.Simulators;

namespace Quantum.QSharpApplication1 {
    class Driver {
        static void Main(string[] args) {
            using (var sim = new QuantumSimulator()) {
                var x = new Microsoft.Quantum.Simulation.Common.QubitManager(10);
                Qubit q1 = x.Allocate();
                Solve.Run(sim, q1, 1);
                }
            System.Console.WriteLine("Press any key to continue...");
            System.Console.ReadKey();
            }
        }
    }

Q#

namespace Quantum.QSharpApplication1
{
    open Microsoft.Quantum.Primitive;
    open Microsoft.Quantum.Canon;

    operation Solve (q : Qubit, sign : Int) : ()
    {
        body
        {
            let qp = M(q);
            if (qp != Zero)
            {
                X(q);
            }     
            H(q);
        }
    }
}

当我运行它时，它没有错误地运行，直到到达System.Console.*行，此时它会在Q#代码中抛出以下异常

System.AccessViolationException
  HResult=0x80004003
  Message=Attempted to read or write protected memory. This is often an indication that other memory is corrupt.
  Source=<Cannot evaluate the exception source>
  StackTrace:
<Cannot evaluate the exception stack trace>

调试器将此与Q#中的"let = M(q);“行关联。

注意，这确实发生在Solve.Run调用中，真正的代码有多个解题调用，并且输出看起来是正确的。只有在离开“使用QuantumSimulator”作用域后，才会出现这种情况。我记得我读到，Qubit在发布之前必须被重置为零。我不确定这是否是问题所在，但我在C#中找不到这样的方法。有趣的是，我删除了控制台行，程序将无错误地运行(计时？)

Answer 1

用于创建量子位的QubitManager实例不是单例(每个Simulator都有自己的QubitManager)，因此Simulator不知道您试图在Q#代码上操作的Qubit，因此是AccessViolationException。

通常，不支持在驱动程序上创建量子位；您可以在borrowing中使用Q#语句。建议是在Q#中创建一个入口点来分配执行量子位分配的量子位，并从驱动程序调用它，例如：

// MyOp.qs
operation EntryPoint() : () 
{
    body
    {
        using (register = Qubit[2]) 
        {
            myOp(register);
        }
    }
}


// Driver.cs
EntryPoint.Run().Wait();

最后，请注意，在您的驱动程序代码中有以下内容：Solve.Run(sim, q1, 1);

Run方法返回异步执行的任务。您通常必须添加一个Wait()以确保它完成执行：EntryPoint.Run(sim, 1).Wait();

如果您这样做，您将注意到在Run，而不是Console.WriteLine期间的失败。