国产真实量子计算机怎么用？本源五朵云告诉你

导读近日，本源量子“五朵云”战略正式发布，将真实量子计算云、仿真开发训练云、应用推广云、科普教育云、量子社区云融为一体，面向全网用户提供“学习—训练—交流—服务—应用”全流程的量子计算服务平台。

你想体验真实的量子计算机吗？

你想搭建自己的量子程序吗？

本期，小编将和大家一起体验真实量子计算云服务

如何体验真实量子计算云服务？

1.登录地址：

https://qcloud.originqc.com.cn/

2.单击“立即开始”

3.单击“立即使用”，即可开始体验

01参数配置界面

单击配置参数按钮，在弹出的下拉框中可设置实验运行所需的参数。

配置参数中, 量子比特数固定不可变，重复试验次数可选择1000-10000次。

图1  参数配置

02选择运行方式

在线路下方有三种运行方式选项可以勾选，分别是开启量子线路优化功能、开启量子层析功能和开启保真度功能。

图2.1  三种运行方式

勾选了开启量子线路优化功能后，线路上方的逻辑门将如下图2.2所示。

开启该功能，可使用更多类型的量子逻辑门，并可进行任意比特的双门操作，但该功能会对量子线路进行编译优化，会改变量子线路的长度和量子比特的映射关系（计算结果不变）。

图2.2  勾选开启量子线路优化功能

取消勾选开启量子线路优化功能，线路上方的逻辑门将减少：

图2.3  取消勾选开启量子线路优化功能

开启量子层析功能后，可以在任务结果页面查看相应的层析结果展示，但此项功能可能会导致计算时间变长，请耐心等待。（在勾选该功能后，将弹出弹窗提示。）

图2.4  开启量子层析功能

开启保真度功能后，将同时开启量子层析功能，同样在取消勾选量子层析功能后，开启保真度功能也同样被取消。

在任务运行完成后可以在任务结果页面查看相应的保真度结果展示，但此项功能可能会导致计算时间变长，请耐心等待。

03构建逻辑门

可以通过拖动逻辑门和在OriginIR中输入正确的逻辑门代码来实现逻辑门的构建。

拖动逻辑门

选择线路上方需要添加的逻辑门，将其拖动至线路中正确的位置，该逻辑门将展示在线路当中，右侧OriginIR中同时显示该逻辑门对应的代码。

图3.1  拖动逻辑门

编辑OriginIR中的代码

在OriginIR下方的代码编译器中输入正确的代码，对应的逻辑门将同时被转化并显示在线路中。

注意：请注意编写代码的正确性，错误的代码将给与提示，并不会转化成对应的逻辑门。

图3.2  编写OriginIR中的代码

Tips：鼠标左键单击选中量子线路中的逻辑门，可拖动逻辑门至正确的位置；双击线路中的逻辑门或者删除OriginIR中对应的逻辑门代码即可对选中的逻辑门进行删除。

04添加转置共轭或控制比特（非必要步骤）

单击线路中的逻辑门，将会出现两个图标。单击上方的小图标，可将该逻辑门转为其转置共轭。单击下方的小图标可为该逻辑门添加控制比特（备注：添加控制比特功能仅支持开启量子线路优化功能）。

图4.1  转置共轭和控制比特

图4.2  添加控制比特

另外也可以通过在OriginIR加入转置共轭和控制比特对应的代码。

例如：可以通过在逻辑门的上方加入DAGGER，下方加入ENDDAGGER来实现Q0位置的H门的转置共轭功能。

图4.3  添加转置共轭

可以通过添加CONTROL和ENDCONTROL来实现如图4.2所示的控制比特。

图4.4  添加转置共轭

05量子线路全屏展示

点击全屏显示按钮可以对当前量子线路进行全屏展示。

图5.1  量子线路全屏显示

全屏状态中，在逻辑门较多的情况下，全屏可以直观地看到完整的逻辑门组合，全屏状态也可对线路上逻辑门进行双击删除操作，点击右上角退出全屏即可退出全屏状态。

图5.2  量子线路全屏显示

06插入屏障（非必选）

屏障的作用是防止线路自适应打乱用户想实现的线路布局，保持时序的正确性，防止逻辑门前移；防止逻辑门合并；同时可以起到占位符的作用。

例如，构建下图的逻辑门组合，添加屏障的作用可以将Z门固定在该位置，而不会因为线路自适应移动到H门的正下方（备注：屏障不占时序）。

图6.1  屏障的作用

有三种方式可以在量子线路中添加屏障。

第一种，拖动线路上方的屏障至线路正确位置，即可将屏障添加至量子线路中。

图6.2  添加屏障

第二种方式，单击量子线路中已经存在的屏障，此时该屏障右上角将会出现一个图标，单击小图标后进入屏障配置界面，勾选后屏障将出现在对应的线路中。

图6.3  单击屏障

图6.4  屏障配置

第三种方式，在右侧OriginIR中输入屏障所对应的逻辑门代码。

图6.5  屏障对应逻辑门代码

07插入测量逻辑门

在添加完其它逻辑门后，需要插入测量逻辑门，才可执行计算。测量门必须添加在线路的最后。

图7  添加测量逻辑门

08运行计算

逻辑门全部添加完成后，点击【运行】按钮即可进行计算。运行成功后右上方的任务状态栏被打开。在任务状态中可查看当前任务的状态。

图8  运行计算

09测量结果查看

在右侧任务状态栏对应任务的状态变成已完成，可单击该任务进入结果查看界面。

在示例测量结果页面中，可以看到计算任务所属产品类型，任务创建日期，项目状态，量子比特数，重复试验次数、原始量子线路图和优化线路图、原始OriginIR和优化后的OriginIR、转换后的原始Qpanda代码和转换后的优化Qpanda代码、概率统计图、量子层析图和保真度饼状图。

备注：量子层析图和保真度饼图只有在开启了量子层析功能和开启保真度功能后，才会有对应的结果展示。

图9  详细结果

除了真实量子计算云服务，在本源量子五朵云战略中，还部署了仿真开发训练云，为量子计算从业者、爱好者提供量子计算仿真环境，用于量子算法研究，验证量子计算硬件性能。

此外，本源量子也为用户准备了丰富的量子计算开发工具，如：本源量子开源开发框架QPanda，量子集成开发环境Qurator，量子计算编译器QRunes等；

QPanda是由本源量子开发的开源量子计算编程框架，它可以用于构建、运行和优化量子算法。QPanda作为本源量子计算系列软件的基础库，为OriginIR、Qurator、量子计算服务提供核心部件。

Qurator VSCode 是本源量子软件团队基于Visual Studio Code编辑器开发的量子集成开发环境，能够满足用户进行量子程序开发的更高需求。

QRunes根据量子计算的经典与量子混合（Quantum-Classical Hybrid）特性，在程序编译之后可以操纵宿主机器、量子测控设备与量子芯片来实现量子计算。

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