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cirq

智能体与模型

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更新于 10-15 20:29

技能介绍

Cirq 是 Google Quantum AI 的开源量子计算框架,用 Python 设计、模拟并运行量子电路,适合针对 Google Quantum AI 硬件、设计噪声感知电路或进行量子表征等场景。

安装使用 uv pip install cirq;硬件集成需另装对应包,如 Google Quantum Engine 用 uv pip install cirq-google,IonQ 用 uv pip install cirq-ionq,AQT 用 uv pip install cirq-aqt,Pasqal 用 uv pip install cirq-pasqal,Azure Quantum 用 uv pip install azure-quantum cirq。

主要能力:电路构建(Qubit 类型、单/双量子比特门、参数化门、自定义门分解、moment 组织、Bell/GHZ/QFT 等模式、OpenQASM 与 JSON 导入导出);模拟(态矢量与密度矩阵精确模拟、采样测量、参数扫描、噪声模拟、态直方图与可视化、Quantum Virtual Machine、期望值与可观测量);电路变换(Transformer 框架、门分解、合并门、弹出 Z 门、丢弃可忽略操作、面向硬件的编译、Qubit 路由与 SWAP 插入);硬件集成(Google Quantum AI、IonQ、Azure Quantum、AQT、Pasqal,含设备表示、Qubit 选择、认证、作业管理);噪声建模(去极化、振幅阻尼、相位阻尼等噪声信道,常数/门相关/Qubit 相关/热噪声模型,读出噪声,随机基准测试、XEB 等表征,热力图可视化,误差缓解);量子实验(实验设计、参数扫描与数据采集、ReCirq 框架、VQE/QAOA/QPE 等算法、数据分析与保真度估计、并行采集)。

典型用法:创建 LineQubit 等 Qubit,用 cirq.Circuit 组合 H、CNOT、measure 等门,再用 cirq.Simulator 的 run 与 histogram 获取统计;参数化电路可用 sympy.Symbol 配合 cirq.Linspace 做扫描;变分算法可结合 scipy.optimize 优化;硬件执行需通过相应服务配置并提交作业。

限制与注意:资料未提供官方收费、价格或效果数据;模拟内存随 Qubit 数 2^n 增长,密度矩阵模拟为 O(2^2n),电路过深或设备校验失败需先做变换与编译;建议先在模拟器验证、用校准数据选优 Qubit、实施误差缓解并及时保存硬件结果。官方文档见 https://quantumai.google/cirq ,示例见 https://github.com/quantumlib/Cirq/tree/master/examples ,ReCirq 见 https://github.com/quantumlib/ReCirq 。