量子計算 - 軟體工具

以下是量子計算中使用的軟體工具：

ProjectQ

ProjectQ是一個開源的量子計算框架軟體，由蘇黎世聯邦理工學院啟動。它使用Python程式設計。ProjectQ允許使用者利用其簡單的語法用Python語言編寫他們的量子問題程式。之後，它可以將這些程式實現到任何型別的後端，無論是像IBM量子體驗平臺這樣的真實量子晶片，還是在任何經典計算機上執行的模擬器。FermiLib是ProjectQ中用於分析費米子模擬問題的庫。

Cirq

Cirq是一個Python框架，用於建立、編輯和呼叫NISQ（即噪聲中等規模量子）電路。它可在git倉庫中找到。OpenFemion-Cirq是一個用於開發量子演算法的平臺。Openfemion-Cirq通常可以與cirq一起使用。

Q-CTRL Python開放控制

Q-CTRL Python開放控制是由澳大利亞量子創業公司Q-CTRL開發的開源量子計算工具包。它簡化了從現有文獻中建立和部署已建立的抗誤差量子控制協議的過程。該軟體包的目標是成為社群開發的最廣泛的已發表和測試的量子控制技術庫，具有使用者友好的匯出功能。

Quantify

Quantify是一個基於BSD 4許可的開源平臺，由荷蘭創業公司Qblox和Orange Quantum Systems建立。該平臺的功能在Read-the-Docs中有詳細文件，並提供基本教程，以便快速設定和啟動測量。此外，還提供高階排序教程，用於更復雜的實驗。

英特爾量子模擬器

英特爾量子模擬器，以前被稱為更有趣的qHiPSTER。這個開源的高效能模擬器可以用作單節點或分散式系統，並且能夠模擬一般的單量子位元門和雙量子位元受控門。

Mitiq工具

Mitiq由Unitary Fund（一個致力於培養造福最多人的量子技術生態系統的非營利組織）開發，是一個Python工具包，用於在量子計算機上實現誤差緩解技術。

Mitiq相容為IBM Q的Qiskit、谷歌的Cirq、Rigetti的PyQuil和其他量子電路形式編寫的量子程式，透過轉換為OpenQASM。8. 伯克利量子合成工具包。

Yao

Yao被設計為“面向人類的可擴充套件、高效的量子演算法設計”，是一個Julia語言包，用作構建和操作量子電路的中間表示。它允許使用者使用原生Julia在量子電路中建立自己的抽象。

Silq

Silq是一種新的用於量子計算的高階程式語言，具有強大的靜態型別系統，由蘇黎世聯邦理工學院開發，最初在PLDI’20發表。它的建立是為了解決當前量子語言要求程式設計師在較低的抽象級別工作的問題，導致程式碼不直觀且混亂。Silq是第一種旨在透過支援安全的自動計算來克服這一挑戰的量子語言，它允許使用隱式刪除臨時值的直觀語義，類似於經典計算。為了確保Silq語義的物理性，其型別系統使用新穎的註釋來拒絕非物理程式。

Qulacs

Qulacs是由京都大學開發並在日本初創公司QunaSys維護的變分量子電路模擬器，旨在用於量子計算研究。它針對大型、嘈雜或引數化量子電路的快速模擬進行了最佳化。

伯克利量子合成工具包

伯克利量子合成工具包是一個高度最佳化的量子編譯器和研究平臺，它將來自各種LBNL專案的概念整合到一個使用者友好且易於擴充套件的量子計算軟體套件中。

該套件具有用於最多四個量子位元的最優深度合成的QSearch；用於最多六個量子位元的高質量解決方案合成的LEAP；用於最多八個量子位元的擴充套件良好解決方案質量合成的QFAST；QGO，一個結合了分割槽和合成的最佳化編譯器；以及QFactor，一個使用張量網路的最快的量子電路最佳化器。

伯克利量子合成工具包中的所有軟體都是免費和開源的。該工具包提供了多種免費的量子開發工具，用於合成和最佳化，並且正在不斷改進。

QCircuits

QCircuits作為GitHub倉庫提供，是一個Python軟體工具，用於模擬和研究基於量子電路模型的量子計算機。它設計了一個簡單、輕量級的介面，易於使用，尤其適合量子計算新手。

QCircuits中的主要類是State，它表示計算機的（量子）狀態作為復向量空間中的單位向量，以及Operator，它表示量子門作為這些向量空間上的酉運算元。

QuEST

QuEST，或量子精確模擬工具包，是一個用於量子電路、狀態向量和密度矩陣的高效能模擬器。它利用多執行緒、GPU加速和分散式計算，在筆記型電腦、桌上型電腦和聯網超級計算機上提供快速效能。QuEST作為一個獨立工具執行，無需安裝，並且易於編譯和執行。

QuEST支援超過140種運算，從基本的命名門到具有針對最佳模擬效率的專業演算法的高階運算子，它還適應使用者指定的酉變換和退相干通道。它處理任意數量的控制和目標量子位元，並提供用於Pauli字串、對角運算子和QASM的資料結構。