c# - 如何在C#中正确管理Qubit的生存期

我正在玩Q＃，它使用C＃作为驱动程序。我想将Qubit对象传递给Q＃代码，但是它没有按预期工作。

C＃驱动

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);
        }
    }
}

当我运行此程序时，它运行无误，直到到达System.Console。*行，此时它在Q＃代码中引发以下异常

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“ let qp = M（q）;”相关联Q＃中的行。

请注意，这确实发生在Solve.Run调用中，实际代码具有多个Solve调用，并且输出显示正确。它仅在使用完QuantumSimulator范围后出现。我记得曾读过一篇文章，在发布Qubit之前必须将其重置为零。我不确定这是否是问题所在，但我看不到C＃的解决方法。有趣的是，我删除了控制台行，该程序将无错误运行（定时？）。

最佳答案

您用来创建量子位的QubitManager实例不是单例（每个Simulator都有其自己的QubitManager），因此Simulator不知道您尝试对Q＃代码进行操作的Qubit ，因此AccessViolationException。

通常，不支持在驱动程序上创建Qubit。您可以在Q＃中使用only allocate qubits using the allocate and borrowing语句。建议在Q＃中创建一个入口点，以分配执行qubit分配的qubit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，在驱动程序代码中具有以下内容：
Solve.Run(sim, q1, 1);

Run方法返回异步执行的任务。通常，您必须添加Wait()以确保其完成执行：
EntryPoint.Run(sim, 1).Wait();

如果这样做，您会注意到在Run而不是Console.WriteLine期间发生故障。