如何在jupyter中实现qutip输出电路示意图

在进行量子电路的计算的时候，我们常常会涉及到非常非常多的门电路，如果仅仅从矩阵的形式去分析将是非常晦涩且不直观的。大多数人更擅长的是直接看门电路的示意图；

但是在程序中我们只能使用矩阵来进行演化，那么有没有一种办法让我们能够在程序计算中也能看到门电路的示意图呢？答案是肯定的。那就是使用LaTeX和ImageMagick进行显示。后面我会写明如何安装依赖的所有条件以及测试结果。

一、ImageMagick

该模块自动处理用于绘制电路的LaTeX代码，生成pdf并将其转换为png格式。进入官网链接，找到Windows Binary Release，下载图片中框选中的文件：

按照要求完成安装后，可以进入命令行，使用 magick --version 查看是否安装成功：

二、Ghostscript

该模块用于png转换的ImageMagick的附加依赖项。进入官网链接，找到Ghostscript10.03.1for Windows (64 bit)的GNU Affero General Public License版本，下载框选中的文件：

下载并按照要求安装，可以进入命令行，使用 gswin64c --version 查看是否安装成功：

三、测试

请在命令行中测试以下命令pdflatex是否正常工作：

四、jupyter运行检查

检查前需要导入两个包：qutip v5.0.2 和 qutip-qip v0.3.1

from qutip import about
from qutip_qip.operations import gate_sequence_product
from qutip_qip.circuit import QubitCircuit

q = QubitCircuit(3, reverse_states=False)
q.add_gate("TOFFOLI", controls=[0, 2], targets=[1])

q.png

输出结果成功显示TOFFOLI门的示意图：