Circuit abstraction

[kangz12345]

Multi-qubit gate를 고려한 quantum circuit abstraction을 확정해야 할 것 같은데, @WestGround 현재 어떤 방식으로 작업중이신가요?
단순히 CX 게이트 외에도 Toffoli, swap, barrier, 그리고 custom(user-defined) gate도 지원할 수 있게 해야할 것 같은데 이걸 먼저 정하고 마저 진행하는게 좋지 않을까요?

[ijshj10]

오히려 open qasm 자체를 representation으로 쓰는건 어떨까요? 이쪽이 더 자연스럽게 표현되는것 같아서요.

[kangz12345]

오 저도 비슷한 생각을 했는데 큐빗별로 리스트를 관리하지 않고 open qasm처럼 그냥 각 게이트가 점유하는 큐빗정보를 포함하며 리스트는 하나만 존재하는 게 좋지 않을까 싶습니다. 객체화를 하는게 더 편할 수도 있겠다는 생각을 했어요..!
물론 실제 구현을 위해서는 화면에 회로를 그리고, 드래그 액션과 상호작용할 수 있도록 하는 방법을 좀 더 고민해야할 것 같아요.
생각을 좀 더 구체화해서 나중에 다시 정리해보겠습니다.

[kangz12345]

아래와 같이 생각을 구체화해보았는데, 제대로 동작할지, 구현에 어려움이 있을지 의견 부탁드립니다.

1. 자료구조

• Gate 객체의 1차원 배열: e.g. [Gate('h', (q[0])), Gate('cx', (q[0], q[2]))].
• 각각의 Gate 객체가 연결된 큐빗 정보를 담고 있음.
• Custom gate 및 custom qubit (IBM quantum composer의 OpenQASM을 수정하여 여러 이름의 qubit을 만들 수 있음)에도 적용 가능
• OpenQASM과 거의 1:1 대응이 되므로 서로 변환이 편리.
• GatePrototype 등의 개념을 만들어서 기본 게이트들은 미리 정의해두고, custom gate에 대해서도 프로토타을 만들어 사용할 수 있게. 이는 마치 factory처럼 해당 특성(게이트 이름, 필요한 큐빗 정보 등)을 가진 Gate 객체를 쉽게 만들어 낼 수 있게 해줌.

2. Rendering

• 큐빗 렌더링은 완료된 후라고 가정.
• map 등을 이용해 Gate 배열의 원소들에 대해 차례대로 <g><rect/></g> 태그를 생성.
• 문제는 x 좌표를 구하는 것인데, 큐빗마다 nextX 등의 정보를 트래킹하면서 다음에 추가될 곳의 x 좌표를 저장하는 배열 혹은 딕셔너리 등을 이용.
• 추가할 게이트가 이용하는 큐빗들을 토대로, 해당 게이트가 '덮을' 큐빗 interval을 구함(만약 큐빗 0, 2만 쓴다고 해도 큐빗 1을 덮기때문에 [0, 2]의 interval을 점유해야 함).
• 구한 interval에 속한 모든 큐빗들의 nextX 값중 최대값을 찾아 해당 위치를 x 좌표로 하여 <g><rect/></g> 태그를 생성하고 interval에 속한 모든 큐빗들의 nextX 값을 업데이트.

3. Drag&drop interaction

• 클릭할 때 어떤 게이트가 선택되었는지는 event의 target 등을 이용해 얻을 수 있을 듯.
• 클릭된 게이트는 현재 구현된 것과 같이 배열에서 제외.
• Redering할 때 현재 드래그중인 마우스커서의 좌표가 현재 그리려고 하는 게이트가 점유하는 공간에 포함될 경우, 해당 게이트를 그리기 전에 먼저 현재 드래그중인 게이트를 dashed 스타일로 그림.
• 이때 그리기만 하면 안되고, 그 순간의 index 등 실제 Gate 배열 안에서 어느 위치였는지 기억해야함.
• 그런 다음 나머지 게이트들을 마저 그림.
• Drop한 경우 Gate 배열 안에 기억해뒀던 위치로 insert.