Esta es una libreria donde se encontraran las diferentes funciones de las operaciones entre numeros complejos.
Se debe tener instalados los siguientes programas en nuestro sistema operativo:
- Maven
- Git
- Java
se debe de clonar el proyecto, para esto utilizaremos el comando git clone. ubíquese la carpeta a guardar el proyecto y escriba el siguiente comando en la terminal:
- Ejecutar el comando mvn package
- Ejecutando pruebas: mvn test
Utilidades: Basado en el libro Quantum Computing for Computing Scientists se cuenta con las siguientes funciones.
Capítulos 1 y 2:
- Suma de complejos y matrices
- Resta de complejos y matrices
- Conjugado de un complejo y una matriz
- Inverso de un complejo y una matriz
- Producto entre complejos, complejo - matriz y entre matrices
- Division entre complejos y matrices
- Modulo de un complejo y matriz
- Fase de un complejo
- Adjunta de una matriz
- Traspuesta de una matriz
- Producto Interno
- Producto Tensor
Capítulo 3:
- Experimento de las canicas con una Matriz Binaria
- Experimentos de las múltiples rendijas clásico probabilístico, con más de dos rendijas.
- Experimentos de las múltiples rendijas cuántico.
- Función para graficar
Capítulo 4:
- El sistema calcula la probabilidad de encontrarlo en una posición en particular.
- El sistema si se le da otro vector Ket busca la probabilidad de transitar del primer vector al segundo.
-codigo:
@Test
public void canicas_con_coeficiente_booleanos() {
System.out.println("---------Canicas_Con_Coeficiente_Booleanos Test---------");
System.out.println(" ");
System.out.println("-------Libro Ejemplo-----------");
int[][] m = {{0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 1, 0, 0, 0, 1},
{0, 0, 0, 1, 0, 0},
{0, 0, 1, 0, 0, 0},
{1, 0, 0, 0, 1, 0}};
Double[] v = {6.0, 2.0, 1.0, 5.0, 3.0, 10.0};
int Clicks = 1;
Double[] r = ComplejoLib.CanicasEsperimentoNormal(m, v, Clicks);
for (Double e : r) {
System.out.println(e);
}
Double[] resp = {0.0, 0.0, 12.0, 5.0, 1.0, 9.0};
assertArrayEquals(r, resp);
System.out.println(" ");
System.out.println("-------Quiz pregunta 2------------");
int[][] m2 = {{0, 0, 0, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 1, 0, 0},
{0, 1, 0, 0, 0, 1},
{0, 0, 1, 0, 0, 0},
{0, 0, 0, 0, 1, 0},
{1, 0, 0, 0, 0, 0}};
Double[] v2 = {6.0, 0.0, 3.0, 5.0, 3.0, 8.0};
Clicks = 5000;
r = ComplejoLib.CanicasEsperimentoNormal(m2, v2, Clicks);
Double[] resp2 = {0.0, 3.0, 11.0, 8.0, 3.0, 0.0};
for (Double e : r) {
System.out.println(e);
}
assertArrayEquals(r, resp2);
System.out.println(" ");
ComplejoLib.graficarEstado(r, "canicas_con_coeficiente_booleanos_quiz");
}-codigo:
/**
* Calcula la probabilidad de que una particula se encuentr en un objetivo despuesde ciertos click en el tiempo.
*
* @param m1 //Double[][]
* @param v //Double[]
* @param clics //HashMap<String, Double>
* @return int
*/
public static Double[] Experimentosdelasmúltiplesrendijasclásico(Double[][] m1, Double[] v, int clics) {
Double[] r = v;
for (int i = 0; i < clics; i++) {
r = multiplicacionMatrisVectorDouble(m1, r);
}
return r;
}
/**
* Crea la matriz correspondiente con las probabilidades dadas entre el punto de partida, las rendijas y objetivos
*
* @param rendijas //int
* @param objetivos //int
* @param probabilidades //HashMap<String, Double>
* @return Double[][]
*/
public static Double[][] getMatrizXmatriz(int rendijas, int objetivos, HashMap<String, Double> probabilidades) {
Double[][] m = new Double[rendijas + objetivos + 1][rendijas + objetivos + 1];
for (int i = 0; i < m.length; i++) {
for (int j = 0; j < m[0].length; j++) {
if (i == j && j > rendijas) {
m[i][j] = 1.00;
} else {
m[i][j] = 0.00;
}
}
}
for (String key : probabilidades.keySet()) {
String[] p = key.split("-");
m[Integer.parseInt(p[1])][Integer.parseInt(p[0])] = probabilidades.get(key);
}
Double[][] m2 = productoMatricesReales(m, m);
for (Double[] e : m2) {
System.out.println(Arrays.toString(e));
}
return m2;
}
@Test
public void MultiplesRendijasExperiemnto() {
System.out.println("---------Multiples Rendijas Experiemnto Clasico ---------");
System.out.println(" ");
HashMap<String, Double> probabilidades = new HashMap<>();
probabilidades.put("0-1", 0.50);
probabilidades.put("0-2", 0.50);
probabilidades.put("1-3", 0.33);
probabilidades.put("1-4", 0.33);
probabilidades.put("1-5", 0.33);
probabilidades.put("2-5", 0.33);
probabilidades.put("2-6", 0.33);
probabilidades.put("2-7", 0.33);
Double[][] m = ComplejoLib.getMatrizXmatriz(2, 5, probabilidades);
Double[] v2 = {1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
Double[] r = ComplejoLib.Experimentosdelasmúltiplesrendijasclásico(m, v2, 1);
for (Double e : r) {
System.out.println(e);
}
ComplejoLib.graficarEstado(r, "Multiples_Rendijas_Experiemnto");
}/**
* Crea la matriz correspondiente con las probabilidades dadas entre el punto de partida, las rendijas y objetivos
*
* @param rendijas //int
* @param objetivos //int
* @param probabilidades //HashMap<String, Complejo>
* @return Double[][]
*/
public static Double[][] getMatrizXmatrizCuantico(int rendijas, int objetivos, HashMap<String, Complejo> probabilidades) {
Complejo[][] m = new Complejo[rendijas + objetivos + 1][rendijas + objetivos + 1];
for (int i = 0; i < m.length; i++) {
for (int j = 0; j < m[0].length; j++) {
if (i == j && j > rendijas) {
m[i][j] = new Complejo(1.0, 0.0);
} else {
m[i][j] = new Complejo(0.0, 0.0);
}
}
}
for (String key : probabilidades.keySet()) {
String[] p = key.split("-");
m[Integer.parseInt(p[1])][Integer.parseInt(p[0])] = probabilidades.get(key);
}
Double[][] resp = new Double[m.length][m[0].length];
Complejo[][] m2 = productoMatrices(m, m).getMatriz();
for (int i = 0; i < m.length; i++) {
for (int j = 0; j < m[0].length; j++) {
resp[i][j] = Mod(m2[i][j]);
}
}
return resp;
}
@Test
public void MultiplesRendijasExperiemntoCuantico() {
System.out.println("---------Multiples Rendijas Experiemnto Cuantico ---------");
System.out.println(" ");
DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.00");
HashMap<String, Complejo> probabilidades = new HashMap<>();
probabilidades.put("0-1", new Complejo(1 / Math.sqrt(2), 0.0));
probabilidades.put("0-2", new Complejo(1 / Math.sqrt(2), 0.0));
probabilidades.put("1-3", new Complejo(-1 / Math.sqrt(6), 1 / Math.sqrt(6)));
probabilidades.put("1-4", new Complejo(-1 / Math.sqrt(6), -1 / Math.sqrt(6)));
probabilidades.put("1-5", new Complejo(1 / Math.sqrt(6), -1 / Math.sqrt(6)));
probabilidades.put("2-5", new Complejo(-1 / Math.sqrt(6), 1 / Math.sqrt(6)));
probabilidades.put("2-6", new Complejo(-1 / Math.sqrt(6), -1 / Math.sqrt(6)));
probabilidades.put("2-7", new Complejo(1 / Math.sqrt(6), -1 / Math.sqrt(6)));
Double[][] m = ComplejoLib.getMatrizXmatrizCuantico(2, 5, probabilidades);
Double[] v2 = {1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
Double[] r = ComplejoLib.Experimentosdelasmúltiplesrendijasclásico(m, v2, 1);
for (Double[] e : m) {
System.out.println(Arrays.toString(e));
}
for (Double e : r) {
System.out.println(e);
}
ComplejoLib.graficarEstado(r, "Multiples_Rendijas_Experiemnto_Cuantico");
}/**
* Crea una imagen mediante un vector de estado y la guarda en el directorio raiz de nuestro proyecto.
* @param EstadoVector //Double[]
* @param name //String
*/
public static void graficarEstado(Double[] EstadoVector,String name) {
try {
DefaultCategoryDataset ds = new DefaultCategoryDataset();
for(int i=0;i<EstadoVector.length;i++){
ds.addValue(EstadoVector[i],"Vertice"+Integer.toString(i),"");
}
JFreeChart jf = ChartFactory.createBarChart3D("Estado", "Vertices", "Probabilidad", ds, PlotOrientation.VERTICAL, true, true, true);
ChartFrame f = new ChartFrame("Estados", jf);
f.setSize(1000, 600);
f.setLocationRelativeTo(null);
f.setVisible(false);
ChartUtilities.saveChartAsPNG(new File(name+".png"),jf, 1000,600,null);
} catch (Exception e) {
System.out.println("error" + e);
}
}
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