怎么读一张线路图

线路图看上去像一张五线谱：几根横线，上面摆着方块、圆点和加号。五线谱的横轴是时间，线路图也是——横线是比特，从左到右是时间。只是五线谱的线代表音高，线路图的线代表比特，别把它当成粒子飞过的轨迹。

先把符号认全

一根横线是一个 量子比特 的时间线。线上的方块是单比特门，压在哪根线上就只动哪个比特，比如 H 门、X、Z。方块里的字母就是门名。

两个比特的门用竖线连起来：实心点是控制，圆圈加号是目标。控制位为 1 时，目标位才翻转，这就是 CNOT。如果控制位处在叠加里，翻转也叠加着发生，纠缠 就是这样造出来的。

真机线路的末尾通常还有一个像仪表盘的符号，那是 测量：它把量子态变成一个经典比特 0 或 1。一旦测量，这一支的相位就没了。

还有一条容易读反的规则：图从左往右，矩阵从右往左。图上先出现的门，写在乘积的最右边。

下面这张是默认的 Bell 态线路，起点停在第一个门之前。按「下一步」一格一格走，看直方图怎么变。

为什么图比矩阵好读

$n$ 个比特的酉矩阵有 $2^n \times 2^n$ 个元素；50 个比特就是 $2^{50}\times 2^{50}$ 个，写不下也存不下。线路图只画真正用到的门，数量跟门数成正比，而不是跟 $2^n$ 成正比。读线路之所以快，是因为它省略了矩阵里绝大多数结构。

图还直接告诉你两件事：谁和谁耦合（竖线跨了哪几根线），哪些门可以同时做（同一列、作用在不同比特上的门互不依赖）。这两件事决定程序能不能跑在真实芯片上，而大矩阵把它们全抹平了。