
关于
Cirq 是 Google Quantum AI 的开源框架,用于在量子计算机和模拟器上设计、模拟和运行量子电路。
name: cirq description: "Cirq 是 Google Quantum AI 的开源框架,用于在量子计算机和模拟器上设计、模拟和运行量子电路。" license: Apache-2.0 license metadata: skill-author: K-Dense Inc. risk: unknown source: community
Cirq - Python 量子计算
Cirq 是 Google Quantum AI 的开源框架,用于在量子计算机和模拟器上设计、模拟和运行量子电路。
何时使用
- 你正在使用 Cirq 生态系统设计、模拟或执行量子电路。
- 你需要 Google Quantum AI 风格的原语、参数化电路或集成(如
cirq-google和cirq-ionq)。 - 你正在用 Python 原型设计或教授量子工作流,需要具体的电路示例。
安装
uv pip install cirq
硬件集成:
# Google Quantum Engine
uv pip install cirq-google
# IonQ
uv pip install cirq-ionq
# AQT (Alpine Quantum Technologies)
uv pip install cirq-aqt
# Pasqal
uv pip install cirq-pasqal
# Azure Quantum
uv pip install azure-quantum cirq
快速开始
基本电路
import cirq
import numpy as np
# 创建量子比特
q0, q1 = cirq.LineQubit.range(2)
# 构建电路
circuit = cirq.Circuit(
cirq.H(q0), # q0 上的 Hadamard 门
cirq.CNOT(q0, q1), # CNOT 门,q0 为控制位,q1 为目标位
cirq.measure(q0, q1, key='result')
)
print(circuit)
# 模拟
simulator = cirq.Simulator()
result = simulator.run(circuit, repetitions=1000)
# 显示结果
print(result.histogram(key='result'))
参数化电路
import sympy
# 定义符号参数
theta = sympy.Symbol('theta')
# 创建参数化电路
circuit = cirq.Circuit(
cirq.ry(theta)(q0),
cirq.measure(q0, key='m')
)
# 扫描参数值
sweep = cirq.Linspace('theta', start=0, stop=2*np.pi, length=20)
results = simulator.run_sweep(circuit, params=sweep, repetitions=1000)
# 处理结果
for params, result in zip(sweep, results):
theta_val = params['theta']
counts = result.histogram(key='m')
print(f"θ={theta_val:.2f}: {counts}")
核心能力
电路构建
有关构建量子电路的全面信息,包括量子比特、门、操作、自定义门和电路模式,请参见:
- references/building.md - 电路构建完整指南
常见主题:
- 量子比特类型(GridQubit、LineQubit、NamedQubit)
- 单量子比特和双量子比特门
- 参数化门和操作
- 自定义门分解
- 使用时刻(moments)组织电路
- 标准电路模式(Bell 态、GHZ、QFT)
- 导入/导出(OpenQASM、JSON)
- 使用 qudits 和可观测量
模拟
有关模拟量子电路的详细信息,包括精确模拟、噪声模拟、参数扫描和量子虚拟机,请参见:
- references/simulation.md - 量子模拟完整指南
常见主题:
- 精确模拟(态矢量、密度矩阵)
- 采样和测量
- 参数扫描(单参数和多参数)
- 噪声模拟
- 态直方图和可视化
- 量子虚拟机(QVM)
- 期望值和可观测量
- 性能优化
电路变换
有关优化、编译和操作量子电路的信息,请参见:
- references/transformation.md - 电路变换完整指南
常见主题:
- 变换器框架
- 门分解
- 电路优化(合并门、弹出 Z 门、丢弃可忽略操作)
- 面向硬件的电路编译
- 量子比特路由和 SWAP 插入
- 自定义变换器
- 变换管道
硬件集成
有关在各种提供商的真实量子硬件上运行电路的信息,请参见:
- references/hardware.md - 硬件集成完整指南
支持的提供商:
- Google Quantum AI(cirq-google)- Sycamore、Weber 处理器
- IonQ(cirq-ionq)- 离子阱量子计算机
- Azure Quantum(azure-quantum)- IonQ 和 Honeywell 后端
- AQT(cirq-aqt)- Alpine Quantum Technologies
- Pasqal(cirq-pasqal)- 中性原子量子计算机
主题包括设备表示、量子比特选择、认证、作业管理和面向硬件的电路优化。
噪声建模
有关噪声建模、噪声模拟、表征和错误缓解的信息,请参见:
- references/noise.md - 噪声建模完整指南
常见主题:
- 噪声通道(去极化、振幅阻尼、相位阻尼)
- 噪声模型(恒定、门特定、量子比特特定、热噪声)
- 向电路添加噪声
- 读出噪声
- 噪声表征(随机基准测试、XEB)
- 噪声可视化(热力图)
- 错误缓解技术
量子实验
有关设计实验、参数扫描、数据收集和使用 ReCirq 框架的信息,请参见相关参考文档。
兼容工具
Claude CodeCursor
标签
数据工程
