transpile() 函数（请参见文档）。我对转换器的理解是，将一组门操作转换为另一组门操作，旨在在不同的后端上运行算法（因为量子计算机的量子比特连接性，即架构的几何形状从一个量子计算机到另一个量子计算机是不同的）。通过减少冗余和重写等效门电路来优化电路，例如将由Hadamard门共轭的CNOT更改为CZ以减少门数。如果硬件后端上没有本地CZ，则可能需要做完全相反的事情，并从CZ到由Hadamards共轭的CNOT。通常，为了针对某个固定的硬件后端优化任意电路，这种转换是一个QMA完全问题（例如，请参阅此处...也许有人已经用LEAN 来进行类似的转换？）。有时候，还会使用变分方法来近似得到最佳电路，但是我离题了。
稍微不同但相关的问题：使用Nielsen & Chuang的附录3中介绍的Kitaev-Solovay定理以及4.5中的材料，我们知道我们可以使用“高效”的通用门集合（书中有详细说明，这里不一定重要）来近似表示任意幺正门。我认为“高效”有多快是一个未解之谜，但至少有一些上下界。
鉴于此，人们会期望Qiskit的transpile() 函数近似幺正门，并将门集重构为最优（最小化）的门集以优化电路，但也许在具有许多非标准门的大电路上存在问题。然而，即使对于简单示例，我也遇到了一些问题。例如，三个量子比特上的置换矩阵似乎是一个合理的幺正门进行近似（甚至有些可以通过手工转换为SWAP门和X门）。但是Qiskit似乎不喜欢这样做，我需要帮助理解为什么。例如，我们可以定义一个Qiskit中的幺正（置换）操作器，并将其转换为量子电路中的门：
from qiskit import *
from qiskit.quantum_info import Operator
from qiskit.compiler import transpile
%matplotlib inline
permute = Operator([[0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0],
[1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1],
[0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0],
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0],
[0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0]])
qc = QuantumCircuit(3)
qc.unitary(permute, [0,1,2], label='P')
qc.draw(output='mpl')
现在，如果我尝试在Qiskit中使用 transpile（）函数，如下所示：
result = transpile(qc, basis_gates=['u1', 'u2', 'u3', 'cx'], optimization_level=3)
result.draw(output='mpl')
我得到了一些非常长且可怕的错误信息，最后以这样的形式结束：
NotImplementedError: Not able to generate a subcircuit for a 3-qubit unitary
所以，我想问的是……为什么？哈哈。不过说真的，我是不是使用方式有误？我的期望值是否太高了？有没有合理的方法可以做到我想要的？换一组基本门是否可行？如果是，如何决定基本门？我还尝试过decompose()函数（请参见文档），但在查看每个函数的源代码时，似乎其功能比transpile()函数更加受限。函数decompose()已经实现了（可以在此视频以及此视频中看到）。transpile()函数也已经实现了（请参见他讨论中的此视频，大约在第10:35个单元格In[18]处）。您还可以尝试使用他的命令来运行。
from qiskit import transpile
而且即便对于那个导入也不起作用。如果有人了解为什么transpile()函数（或者同样的decompose()函数）没有按照我预期的方式工作，我会很感激有一个解释。谢谢！
---------更新----------
我发现了另一个问题。如果我们使用
from qiskit.circuit.random import random_circuit
rcirc2 = random_circuit(3, 4)
rcirc2.draw(output='mpl')
生成随机电路，然后运行。
from qiskit.compiler import transpile
result2 = transpile(rcirc2, basis_gates=['u1', 'u2', 'u3', 'cx'], optimization_level=3)
result2.draw(output='mpl')
一些结果（不含3量子位门）无法转译，而另一些可以。因此，问题似乎不仅在于没有实现
transpile()的3量子位或更多门。注意：您可能需要尝试几次此代码才能获得没有3量子位门的电路，因为这些电路是“随机”的。例如，以下电路将无法进行转译：circ = QuantumCircuit(3)
circ.i(0)
circ.ch(2,1)
circ.cx(0,1)
circ.t(2)
circ.cx(2,0)
circ.x(0)
circ.u1(3.41, 1)
circ.ch(2,1)
circ.draw(output='mpl')
当我们运行时：
result3 = transpile(circ, basis_gates=['u1', 'u2', 'u3', 'cx'], optimization_level=3)
result3.draw(output='mpl')
将屏障添加到所有独立门以将其分成不同步骤似乎也无济于事。因此，这不是并行运行但独立门操作的问题。
----------更新2 ----------
如果我们使用Qiskit生成随机的三量子位幺正矩阵，它们也无法起作用。
from qiskit.quantum_info import Operator, random_unitary
U = random_unitary(8, seed=None)
qc = QuantumCircuit(4, 4)
qc.unitary(U, [0,1,3], label='P')
qc.draw(output='mpl')
您可以重新定义操作单元作用的量子比特，或将电路缩减为3量子比特电路，或通过这种方式生成更大的n-量子比特单元。但是，这些示例都不起作用。