Cqlib 介绍

Cqlib 是由中电信量子和国盾量子联合研发的量子计算软件开发工具包。Cqlib 基于国产指令集 QCIS 打造，提供了简单高效的量子编程工具。依托 “天衍”量子计算云平台和国盾量子计算云平台，为用户提供了量子计算真机接入服务和高性能模拟计算服务。

1. 安装

Cqlib 主要基于 Python 开发，支持 Python 3.10 及以上版本。

推荐使用 pip 安装。

pip install cqlib

Cqlib 提供了基于 PyTorch 的仿真机，考虑到 PyTorch 太大，默认不安装 PyTorch。如果需要使用这个仿真机，请执行下面安装命令。

pip install cqlib[simple-sim]

Cqlib 支持 Windows、macOS、Linux 操作系统。

	Windows	Linux	MacOS
x64	✔	✔	✔
arm64		✔	✔

2. 快速开始

以下为一个简单的量子电路构建与模拟示例：

from cqlib import Circuit
from cqlib.simulator import StatevectorSimulator

# 创建一个量子线路
circuit = Circuit(2)

# 对量子比特 0 施加 Hadamard 门
circuit.h(0)
# 对量子比特 1 施加 X 门
circuit.x( 1)
# 测量所有量子比特
circuit.measure_all()

# 使用状态向量仿真机
simulator = StatevectorSimulator(circuit)
probs = simulator.probs()
print(f'probs: {probs}')

probs: {'00': 0.0, '01': 0.0, '10': 0.4999999999999999,
'11': 0.4999999999999999}

注：Cqlib 使用小端模式，本示例中量子比特的测量顺序是 Q1 Q2，将低位比特（Q2）放在前面，高位比特（Q1）放在后面。因此输出结果的排序是 Q2 Q1。

3. 主要模块

Cqlib 包含从量子门构建量子线路、量子计算机拓扑结构适配、到量子计算机执行量子任务、处理任务数据等丰富的量子计算工具。

3.1 量子门与量子线路

Cqlib 内置丰富的基础与复合量子门，支持门级电路构建与模块化设计。

3.2 编译优化

Cqlib 支持常规电路简化、门合并、拓扑结构适配等编译优化功能。

3.3 云平台接入

Cqlib 原生集成天衍量子计算云平台，支持远程调用多种仿真量子计算机与多台量子真机，适用于教学实训与算法验证等多场景需求。

3.4 仿真机

Cqlib 内置两类高性能仿真机：一类基于C语言实现，适用于量子线路的快速仿真；一类基于 Torch 构建，适合需要求解梯度的模拟任务。

3.5 其它工具

Cqlib 还提供了量子线路分析和数据可视化工具，兼容 QCIS/OpenQASM2.0 等格式。

4. 交流与反馈

Cqlib 是开源软件，欢迎用户参与社区建设。

gitee.com/cq-lib/cqlib

5. 在线编辑器

天衍量子计算云平台提供了在线编程环境。支持交互式集成开发工具 Jupyter 和 VS Code，并且已预集成 Python 3.12 和 Cqlib，开发者可选择环境进行编程体验，开启量子编程之旅。

1. 使用 Jupyter 在线编程

2. 使用终端运行程序

---