啟科量子可視化量子編程——QuComposer

QuComposer是QuBranch中最具特色的一部分功能尚猿,已實(shí)現(xiàn)圖形編輯與代碼編輯兩種方式繪制量子電路功能登刺、量子電路圖與代碼雙側(cè)聯(lián)動(dòng)等功能屹逛。QuBranch是一款由啟科量子研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)研發(fā)涤垫,基于Vs Code龐大的生態(tài)系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)出的一款可進(jìn)行量子編程的編程軟件漾肮,使用人群將覆蓋學(xué)生谤狡、量子開(kāi)發(fā)人員灸眼、科研人員等多個(gè)群體。QuBranch包括編輯墓懂、調(diào)試焰宣、量子模擬執(zhí)行等功能,可為量子計(jì)算編程提供一站式集成開(kāi)發(fā)環(huán)境拒贱,支持Windows宛徊、Mac、Linux等操作系統(tǒng)逻澳。

啟科量子QuComposer

QuComposer簡(jiǎn)介

QuComposer是QuBranch中的一部分功能闸天,其中可視化量子邏輯門(mén)主要依賴于量子編程框架QuTrunk實(shí)現(xiàn)。QuBranch是由啟科量子研發(fā)的一款專為量子編程開(kāi)發(fā)一種編程工具斜做。其中包括編輯苞氮、調(diào)試、量子模擬執(zhí)行等功能瓤逼,可為量子計(jì)算編程提供一站式集成開(kāi)發(fā)環(huán)境笼吟,支持Windows、Mac霸旗、Linux等操作系統(tǒng)贷帮。QuComposer已實(shí)現(xiàn)量子電路拖拽和代碼編輯兩種方式繪制量子電路功能、量子線路圖與代碼側(cè)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)等功能诱告。Composer也可譯為創(chuàng)作者撵枢、作曲家,通過(guò)Composer功能生成的量子電路圖中,每個(gè)量子態(tài)用一根橫線表示锄禽,與五線譜類似潜必。在線譜上,量子邏輯門(mén)如同各色的音符沃但,量子比特通過(guò)不同音符(量子邏輯門(mén))可輸出相應(yīng)的旋律磁滚。

使用操作:在QuBranch中點(diǎn)擊【查看】-【命令面板】-輸入【quan】-選擇【quan:量子編程可視化】即可打開(kāi)QuComposer體驗(yàn)可視化量子編程操作。

圖片

QuComposer界面構(gòu)成

QuComposer界面由代碼編輯區(qū)圖形拖拽區(qū)宵晚、量子態(tài)概率信息顯示區(qū)域垂攘、代碼編輯區(qū)域三個(gè)部分組成。量子圖形拖拽區(qū)域坝疼、量子態(tài)概率信息顯示區(qū)域搜贤、代碼編輯區(qū)可實(shí)現(xiàn)三區(qū)聯(lián)動(dòng)變化。

  • QuComposer可實(shí)現(xiàn)拖拽式的可視化量子線路編程钝凶;

  • 自由進(jìn)行量子邏輯門(mén)拖拽后仪芒,概率信息顯示區(qū)域即可以柱狀圖方式顯示相應(yīng)的概率信息;

  • 懸浮信息顯示功能耕陷。當(dāng)鼠標(biāo)置于概率柱狀圖上時(shí)掂名,會(huì)顯示具體的概率信息。

  • 支持代碼編輯生成量子電路哟沫;

  • 可實(shí)現(xiàn)量子電路與代碼雙側(cè)聯(lián)動(dòng)饺蔑,即改變量子電路時(shí),代碼可以發(fā)生相應(yīng)改變嗜诀,當(dāng)編輯代碼時(shí)猾警,量子電路會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)變化;

  • 可剪切隆敢、復(fù)制发皿、粘貼量子邏輯門(mén),以簡(jiǎn)化相同門(mén)的拖拽動(dòng)作拂蝎,更高效的拖拽量子邏輯門(mén)穴墅。

使用教程——以貝爾態(tài)線路為例

如下圖將H門(mén)作用于︱0〉態(tài)的代碼操作為H | qr[0],將CNOT門(mén)作用于︱0〉態(tài)和︱1〉態(tài)的代碼操作為CNOT | (qr[0],qr[1])温自。

QuComposer界面圖

注:圖中CNOT門(mén)使用白色圓點(diǎn)表示玄货,若需要使用該操作,直接將CNOT門(mén)拖拽與其他量子門(mén)上方即可悼泌。

QuComposer目前已實(shí)現(xiàn)拖拽式量子線路編程松捉、程序代碼與可視化量子線路實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)、量子態(tài)信息動(dòng)態(tài)顯示等功能馆里。QuComposer的可視化量子編程功能降低了量子編程難度惩坑、豐富開(kāi)發(fā)者們的使用體驗(yàn)掉盅,便于量子編程初學(xué)者學(xué)習(xí)使用。同時(shí)量子線路與代碼區(qū)的聯(lián)動(dòng)效果可增加開(kāi)發(fā)者對(duì)可視化量子邏輯門(mén)的理解以舒。

未來(lái),啟科量子研發(fā)團(tuán)隊(duì)將會(huì)繼續(xù)升級(jí)現(xiàn)有功能慢哈,不斷完善Composer的代碼資源蔓钟、界面可視化設(shè)計(jì)、豐富界面的交互性卵贱、增加Composer的易用性和可操作性滥沫,使其更符合開(kāi)發(fā)人員的操作習(xí)慣。量子編程將是量子計(jì)算發(fā)展過(guò)程中的必然產(chǎn)物和必備能力键俱,追隨科技的腳步才能跟上時(shí)代發(fā)展的速度兰绣,歡迎廣大開(kāi)發(fā)者前來(lái)體驗(yàn)!

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