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量脉(Quanlse)是由百度研究院量子计算研究所开发的基于云服务的量子控制平台。量脉的目标是搭起连接量子软件和硬件之间的桥梁。通过强大的量脉云服务和开源 SDK，提供高效和专业的量子控制解决方案。

量脉支持任意单量子比特门脉冲和双量子比特门脉冲的产生和调度。借助量脉的工具箱，用户可以实现模拟含噪超导量子芯片及其动力学演化、误差分析的可视化、表征并缓释误差、生成离子阱系统中的单/双量子比特门与广义 Mølmer-Sørensen 门脉冲，以及研究核磁系统中的相关应用。在实用化方面，量脉支持量子芯片参数标定、量子门脉冲校准等功能。此外，量脉还支持在脉冲层面实现量子算法以及量子控制领域的进阶研发。

量脉v2.2

注意：本次量脉v2.2的升级，在实用化方面进行了更新，并修复了已知问题，我们强烈建议用户升级至量脉v2.2版本！

在本次2.2版本的升级中，我们针对超导量子实验新增了 Lab 包，允许用户快速构造脉冲实验，并提供参数存取、硬件对接等接口。同时，我们还对量脉基础架构进行了升级，支持更灵活的脉冲及脉冲控制通道的定义。在离子阱方面，我们新增了离子阱中鲁棒性较强的激光脉冲控制方法，并提供了离子阱量子计算中控制激光、离子阱芯片以及表征离子-声子相轨迹演化的基础包，方便用户直观地了解离子阱中噪声的影响。

安装

为了提供最佳用户体验，我们强烈建议使用 Anaconda 作为研发环境并更新依赖项到最新版本。

通过 pip 安装

我们推荐通过 pip 完成安装

pip install Quanlse

版本更新

如果已经安装了 Quanlse，那么可以用如下命令更新

pip install --upgrade Quanlse

通过 GitHub 下载安装

用户也可以通过 GitHub 下载全部文件后进行本地安装

git clone http://github.com/baidu/Quanlse
cd Quanlse
pip install -e .

运行示例程序

现在，您可以尝试运行示例程序来验证量脉是否已成功安装

cd Example
python 1-example-pi-pulse.py

入门和开发

概述

在开始使用量脉之前，我们建议用户首先通过阅读简介了解该平台。然后，快速入门将会一步一步地引导您如何使用量脉云服务，以及如何使用量脉来构建您的第一个程序。接下来，我们鼓励用户在教程里学习量脉提供的更多应用案例。最后，我们鼓励用户能够使用量脉解决科研和工程问题。有关量脉 API 的完整文档，请阅读我们的 API 文档页.

教程

量脉提供了从基础到进阶主题的详尽教程，用户可以通过我们的网站进行学习。对于有兴趣的科研工作者或开发者，我们建议下载并且使用 Jupyter Notebooks。教程的内容如下：

• 量脉超导
  • 构造哈密顿量
  • 单量子比特控制
    • 单量子比特门
    • 基于梯度算法的脉冲优化
    • 校准 $\pi$ 脉冲
    • DRAG 脉冲
  • 双量子比特门控制
    • iSWAP 门
    • Controlled-Z 门
    • Cross-Resonance 门
  • 量脉调度器
  • 误差处理
    • 误差分析
    • 随机基准测试
    • 零噪声外插抑噪方法
  • 含噪模拟器
    • 单量子比特含噪模拟器
    • 多量子比特含噪模拟器
    • 含耦合器的两量子比特模拟器
  • 量子比特标定与脉冲校准
    • 读取腔标定
    • 单量子比特标定
    • Controlled-Z 门脉冲校准
  • 基于脉冲的 VQE 算法
• 量脉离子阱
  • 单/双量子比特门
  • 广义 Mølmer-Sørensen 门
  • 离子阱鲁棒双量子 Mølmer-Sørensen 门
• 量脉核磁

反馈

我们鼓励用户通过 Github Issues 或 quanlse@baidu.com 联系我们反馈一般问题、错误和改进意见和建议。我们希望通过与社区的合作让量脉变得更好！

常见问题

Q：我应该如何开始使用量脉？

A： 我们建议用户访问我们的网站并遵循以下路线图：

• 步骤1： 进入快速入门了解如何访问量脉云服务。
• 步骤2： 学习单量子比特控制和双量子比特控制的例子来熟悉量脉。
• 步骤3： 研究更多进阶应用，探索量脉更多的可能性，例如：量脉调度器、误差处理、多比特含噪模拟器、含耦合器件的两比特模拟器、量子比特标定与脉冲校准以及基于脉冲的 VQE 算法

Q：我的 credit points 用完了该怎么办？

A: 请通过 Quantum Hub 联系我们。首先，登录 Quantum Hub，然后进入“意见反馈”页面，点击“获取点数”，然后输入必要的信息。提交您的反馈并等待回复。

Q：我应该如何在研究工作中引用量脉？

A： 我们鼓励研发人员使用量脉进行量子控制领域的相关工作，请通过如下 BibTeX 文件引用量脉。

更新日志

量脉的更新日志可在 CHANGELOG.md 文件中查看。

版权和许可证

量脉使用 Apache-2.0 license 作为许可证。

参考文献

[1] Quantum Computing - Wikipedia.

[2] Nielsen, Michael A., and Isaac L. Chuang. Quantum Computation and Quantum Information: 10th Anniversary Edition. Cambridge: Cambridge UP, 2010. Print.

[3] Werschnik, J., and E. K. U. Gross. "Quantum optimal control theory." Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 40.18 (2007): R175.

[4] Wendin, Göran. "Quantum information processing with superconducting circuits: a review." Reports on Progress in Physics 80.10 (2017): 106001.

[5] Krantz, Philip, et al. "A quantum engineer's guide to superconducting qubits." Applied Physics Reviews 6.2 (2019): 021318.