本源超导量子计算机自主制造链11类产品系列之九： 中国自主量子计算编程生态工具链

本源超导量子计算机自主制造链由11个部分组成，该制造链生产的中国自主超导量子计算机已向中国用户交付多台，本源基于该制造链自主研制的中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”已于日前上线并对全球开放使用。

中国自主量子计算编程生态工具链

本源量子独立自主研发了全栈式的量子计算编程生态工具链，涵盖量子编程框架、量子基础算法、量子机器学习、量子编程语言和量子计算集成开发环境等多个核心组件。工具链拥有直观编程接口、高效模拟环境和广泛硬件兼容性，为生物制药、量子人工智能、量子金融等领域提供强有力的支持，促进了量子应用的产业化发展。

量子计算编程框架QPanda

QPanda是本源量子独立自主研发的开源量子编程框架，旨在为用户提供高效、易用的量子编程环境。其支持量子硬件接入，具备高性能模拟功能，并提供专业的量子误差缓解和噪声分析工具。QPanda的目标是推动量子计算技术的发展，并助力其在各领域的广泛应用。

产品特点

支持量子硬件接入：

提供了与本源量子计算机的直接接入，使用户能够在真实的量子硬件上测试和运行量子程序。

高性能模拟能力：

提供强大的模拟功能，支持大规模量子电路模拟，帮助用户在经典计算环境中测试和验证量子算法。支持多种量子噪声模型，用户可以研究和优化量子算法的鲁棒性。

先进的量子误差缓解和噪声分析：

提供专门的工具用于量子误差缓解和噪声分析，帮助用户研究和减小量子计算中的误差。提供随机化基准测试、量子态断层成像等先进技术，用于评估和改进量子计算的可靠性。

 

量子算法软件包pyqpanda-algorithm

pyqpanda-algorithm是本源量子开发的量子算法软件包，集合了开发人员在量子算法中常用的基本量子算法和函数。为开发人员提供了一套标准化的工具，使开发人员能够编写可以轻松移植到不同量子计算平台的量子程序，是量子软件开发和量子计算研究进步的重要资源。

产品特点高开发效率：采用模块化与可复用代码结构，并提供丰富示例与API文档等开发资源；高可靠和稳定性：通过多轮测试验证，确保其适应不同的应用场景和不断变化的需求；高性能：

针对特定场景或任务进行算法优化，以提高量子算法在量子/经典设备上的执行性能。

 

量子机器学习框架VQNet

新一代量子与经典统一的机器学习框架

VQNet是由本源量子开发的新一代量子与经典统一的机器学习框架，同时支持量子机器学习和经典机器学习模型的构建、训练。VQNet内部集成了量子计算模块，可以实现量子网络模型的高效模拟训练，同时集成了QPanda模块，支持在真实量子计算机上进行模型训练和推理

产品特点统一性：

支持量子机器学习和经典机器学习模型的构建、训练，支持量子计算机与经典计算机等多种硬件上的模型运行；

实用性：

使用Python作为前端语言，接口易用、支持自动微分和动态计算图；高效性：设计统一架构，使用本源量子的QPanda量子计算库，以及自带的经典计算层提高量子机器学习的效率；兼容性：

可以与其他机器学习框架和计算库兼容。

 

量子编程语言QRunes

QRunes 是一种高度抽象化的高级量子经典混合编程语言，它集成了量子经典混合编程、语法高级抽象、垃圾区管理等强大功能。极大地降低了量子经典混合编程的难度，确保了量子程序的稳定运行，为量子计算领域的研究和应用提供了有力的支持。

 

产品特点
 

量子经典混合：

支持大型复杂量子程序的即时编译和运行以及量子与经典指令的混合输入，并通过动态更新参数化量子线路加强了经典计算机与量子计算机的高效协作；

高级语法抽象：

设计高抽象的量子语义和编译方法，模块化特定的量子操作和计算过程，提高代码的易用性、可读性、可维护性和代码复用性；

垃圾区管理：

设计自动取消计算和内存管理，引入量子比特、经典寄存器重用的概念和堆栈式垃圾区的概念，降低手动操作的繁琐性，提高量子算法的稳定性和正确性。

 

量子计算集成开发环境Qurator

Qurator是本源量子软件团队整合开发的量子程序编程环境工具包，该软件整合了QPanda量子编程框架及QRunes编码和编译流程。提供了一站式编译环境安装，用户通过程序的安装即可实现编译环境的一键使用。

产品特点

一站式开发环境:
 

集成QPanda、QRunes一体开发环境，提供一站式（环境可选择）的量子编程开发环境；

量子工具便捷安装:直接获取QPanda源码并在Qurator中实现便捷的安装。集成Qurator量子程序开发插件，支持 QRunes语言量子程序开发；结果可视化:

量子程序运行结果可视化；

更多功能:基于VSCode编辑器的Smart Coding功能，多种插件封装使用。