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拖拽式量子电路开发环境

简介

拖拽式的 Composer 开发环境是一种常见的量子计算开发环境,相比于 Jupyter 这种交互式开发环境, Composer 主要用来面向初学者可视化地展示量子电路,在量子算法演示与教育等方面都有非常好的效果。IBM 、本源量子等公司都有类似的的 Composer 编程环境。本量子计算开发平台也为用户提供了一个简易版的 Composer 开发界面,用于学习和演示量子算法电路。

使用

用户通过工作台的 Lanuch Composer 按扭或功能菜单里的 Composer 可以进入拖拽式 Composer 开发界面,默认界面如下图 1 所示。页面上方是工具菜单栏,包括 新建项目项目列表 以及项目相关的 保存设置运行删除 按扭。

Jupyter Login

图 1 拖拽式 Composer 编程环境的默认界面

点击 新建项目,会弹出如下图 2 所示的新建项目页面,其中项目名称是必填项,备注可选。用户可以选择空项目模板或者 Demo 模板来创建新项目,目前只有一个 Demo 模板可供使用,后续会提供更多 Composer 模板项目。

Jupyter QAOA

图 2 Juypter 交互式环境界面

在创建好项目后,便会进入到 Composer 环境的项目编程界面,如下图 3 所示。左上角是量子门区域,列出了目前 Composer 支持的所有量子门,后续会支持更多的单比特、双比特量子门。各个量子门的具体含义可以点击查看附录的 量子门 一节。

Jupyter Login

图 3 Jupyter 计算环境登录界面

左侧中间是拖拽区,可以将上方的量子门拖拽到目标量子比特上,如下图 4 所示。

注意

只有在图中出现 虚框 的位置才能放置量子门,没有虚框则无法放置。

Composer Dragging

图 4 将量子门拖拽到代表量子比特的线上

如果要删除一个量子门,将鼠标移到该量子门处,并点击该量子门,会在右上角出现一个 X 的删除符号,点击该符号就能删除该量子门,如下图 5 所示。

Jupyter Login

图 5 删除一个量子门

Composer界面默认有5个量子比特,用户可以点击量子比特线最下方的 + 符号来增加量子比特数,也可以点击量子比特后面的 删除 符号来删除该量子比特。

点击功能菜单中的 设置 按扭,可以设置项目的名称、备注及需要运行的次数。点击 运行,会在左侧下部的结果区可视化展示每种结果的次数。由于计算资源有限,目前 Composer 开发环境只允许 10 个以内的量子比特,如果量子门多了,可能会要等很久才能获得运行结果。

Composer Project

图 4 Composer 量子电路的运行结果

界面右侧是只读 OpenQASM 代码区,采用的 OpenQASM 2.0。在拖拽量子门生成量子电路的过程中,代码区会同步生成相应的 OpenQASM 代码,可以点击上方的 复制 按扭来复制已经生成好的代码。

点击 项目列表 按扭,会弹出一个页面罗列出用户所有的 Composer 项目,包括项目名称和项目说明,如下图 3 所示。

Composer Project List

图 5 Composer 项目列表

点击其中一个项目名称,可以进入到该项目的编辑页面进行后续的编辑。