用途: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,面向量子算法开发、电路优化、噪声研究与真实硬件执行。
主要能力:支持量子比特与门(含参数化门、自定义门)、电路构建与 OpenQASM/JSON 导入导出;提供精确模拟(态矢量、密度矩阵)、采样测量、参数扫描、含噪模拟与量子虚拟机;具备电路变换与编译(门分解、合并门、Z 门弹出、量子比特路由与 SWAP 插入);支持噪声信道与噪声模型、读出噪声、噪声表征与误差缓解;可对接 Google Quantum AI、IonQ、Azure Quantum、AQT、Pasqal 等硬件后端。
使用方式:安装基础包 uv pip install cirq;硬件集成按需安装 cirq-google、cirq-ionq、cirq-aqt、cirq-pasqal 或 azure-quantum cirq。典型流程为创建量子比特、构建电路、用 cirq.Simulator() 运行并查看直方图;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。
适用场景:量子算法(VQE、QAOA、QPE)、电路优化与编译、噪声建模与误差缓解、硬件执行与实验数据收集(ReCirq)。
限制:资料未提供收费、价格与平台支持细节;大规模模拟内存消耗随量子比特数指数增长,密度矩阵模拟开销更高;硬件执行前需验证设备约束并做门集分解。官方文档见 https://quantumai.google/cirq。