响应简化(...)的Sympy容器对象

Question

我正在尝试创建一个包含多个渐近表达式的渐近容器对象，表示量子比特的x，y和z可观测值。

我首先创建了一个扩展sympy.Basic的类。我希望将x、y和z放入渐近参数中会产生一个对象，该对象将通过返回一个简化了x、y和z参数的对象来响应simplify(qubit)。当这不能正常工作时，我重新定义了simplify(self, **kwargs)方法。

有没有比qubit.simplify()更适合使用simplify(qubit)的推荐方法？

from sympy import Symbol, cos, sin, Basic
aa = Symbol('aa')
# simplifies to 1
expression_to_simplify = sin(aa)**2 + cos(aa)**2

class Qubit(Basic):
    def __new__(cls, qubitnumber, x, y, z):
        obj = super().__new__(cls, qubitnumber, x, y, z)
        obj.qubitnumber = qubitnumber
        return obj

    def simplify(self, **kwargs):
        from sympy.simplify import simplify
        return Qubit(
            self.args[0],
            simplify(self.args[1]),
            simplify(self.args[2]),
            simplify(self.args[3])
        )

qb = Qubit(1, expression_to_simplify, expression_to_simplify, expression_to_simplify)

print(qb.simplify())
from sympy.simplify import simplify
print(simplify(qb))

给出输出：

Qubit(1, 1, 1, 1)
Qubit(1, sin(aa)**2 + cos(aa)**2, sin(aa)**2 + cos(aa)**2, sin(aa)**2 + cos(aa)**2)

Answer 1

simplify不是为了简化容器的内容而编写的，但是你可以这样做(或者只对Qubit这样做，如下所示)：

>>> from sympy import simplify as _simplify
>>> def simplify(x, *y, **k):
...     if isinstance(x, Expr): return _simplify(x, *y, **k)
...     elif isinstance(x, Qubit): return Qubit(*[_simplify(i, *y, **k) for i in x.args])
...     raise NotImplementedError

这就为simplify(qb)提供了Qubit(1, 1, 1, 1)。诀窍在于在新的simplify中使用原始simplify作为_simplify。