◇◇Microsoft Q# Coding Contest – Summer 2020 - Warmup A4 - Distinguish I ⊗ X from CNOT◇◇

https://codeforces.com/contest/1356/problem/A4

2 qubitに対する演算$unitary$が与えられ、ここで$unitary$は$I⊗X$ゲートもしくはCNOTゲートである。$unitary$を二度まで呼び出して、$I⊗X$であれば0を、CNOTであれば1を返せ。

$I⊗X$ゲートは0番目のqubitには何もせず、1番目のqubitのみを常に反転させる演算であり、$CNOT$ゲートは0番目のqubitが1の場合のみ1番目のqubitを反転させる演算です。 よって、与えられた演算を状態$\ket{00}$に作用させたあとに1番目のqubitに対してPauli Zを対角とした測定を行い、$\ket{0}$が得られればCNOT、$\ket{1}$が得られれば$I⊗X$と判断できます。

                
namespace Solution {
    open Microsoft.Quantum.Intrinsic;

    operation Solve (unitary : (Qubit[] => Unit is Adj+Ctl)) : Int {
        mutable res = 0;
        using (qs = Qubit[2])
        {
            //  与えられたoperationを|00>に作用させる
            unitary(qs);

            //  1番目のqubitを測定して、|0>ならCNOT、|1>ならI⊗X
            if (M(qs[1]) == Zero)
            {
                set res = 1;
            }

            ResetAll(qs);
        }
        return res;
    } 
}
                
            

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