欢迎使用 Qalgo¶
这是 Quantum Algorithm (Qalgo) 项目的文档。
项目简介¶
Qalgo 是一个专注于量子算法实现与研究的 Python 工具库。本项目基于一个强大的后端量子虚拟机 PySparQ 实现，旨在为研究人员和开发者提供一系列模块化、易于使用且高性能的量子算法组件。
我们的目标是降低量子算法的学习与实践门槛，通过将复杂的量子算法封装为简洁的接口，加速量子计算在各个领域的应用探索。
核心依赖：PySparQ¶
Qalgo 的强大性能和灵活性离不开其核心依赖——PySparQ。PySparQ 是稀疏态模拟器 SparQ 的 Python 打包版本。SparQ 是一个由中国科学技术大学先进技术研究院的量子人工智能团队（USTC-IAI）开发的高性能量子线路编程工具与模拟器。其关键特性包括：
- 稀疏量子态：SparQ只处理量子态中振幅非0的部分
- 寄存器级：SparQ对量子态的处理以寄存器为单位，从而允许在量子比特层面上进行扩展，在算术量子线路的计算上具有极高的便捷性。
- 可扩展性：SparQ的架构设计上的自由度极高，可以根本性地优化特殊的量子线路的模拟。例如可以直接用FFT算法模拟QFT线路，从而取得比直接模拟QFT线路高得多的效率；或者直接利用算术运算来模拟量子算术运算线路，避免了将其拆解为基本门的繁琐过程。
Qalgo 充分利用了 PySparQ 的这些底层优势，为用户提供了更高层次的算法接口。
主要功能¶
本项目的能力分为两个层次：由 PySparQ 提供的底层组件和由 Qalgo 实现的上层算法。
由 PySparQ 提供的基础组件¶
PySparQ 为构建量子算法提供了丰富且高效的基础模块，包括：
- 量子逻辑门
- 量子算术运算
- 量子随机访问存储器 (QRAM)
- 量子傅里叶变换 (QFT)
- 量子态制备和量子测量
Qalgo 算法库¶
Qalgo 利用 PySparQ 提供的强大组件，专注于实现完整的、端到端的量子算法。用户可以直接调用这些高层接口来解决具体问题。
已实现¶
待实现¶
我们计划在未来的版本中继续扩展算法库，包括但不限于：
- Shor 算法
- Grover 算法
- 哈密顿模拟
- 基于 HHL 算法的量子线性求解器