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文档UnitaryLab 模拟器用户手册概览

UnitaryLab 模拟器用户手册

概述

本手册面向希望使用 Python 接口构建、执行、分析和导出量子线路的开发者。

UnitaryLab 是一个 Python 量子线路模拟器，提供从高层线路构建到底层状态向量执行的完整工具链。你可以用它：

  • 使用 Circuit API 构建任意量子线路
  • 通过 execute() 在 torch（默认）、numpy、cpp、tensornet 四种后端上运行状态向量 / 张量网络模拟
  • 使用 draw() 和 analyze() 可视化和分析线路结构
  • 通过 OpenQASM 2.0 / 3.0 与其他量子平台交换线路
  • 调用算法库中的 QFT、QPE、LCU、QSP、QSVT、块编码、哈密顿量模拟、线性方程组求解等高层算法

安装与版本

pip install unitarylab
import unitarylab
print(unitarylab.__version__)

阅读路径

根据你的使用场景，建议按以下顺序阅读：

场景建议阅读
第一次使用，快速上手快速开始
了解 API 全貌与模块入口API 使用总览
构建量子线路、添加门操作核心线路接口
执行线路、查看结果、绘图、分析、OpenQASM线路执行与工具流程
使用 QFT、QPE、HHL 等算法算法与工具库

模块结构概览

unitarylab/
├── core/               # 用户入口层：Circuit、Register、ClassicalRegister、CircuitExecutor 门面、Transpiler 门面
├── backend/            # 门/线路序列数据结构、状态向量与张量网络执行器、设备配置、NumPy/PyTorch/C++ 门核、可观测量解析、QASM 导入导出
├── transpiler/         # 线路转译：门基分解、规则优化（Circuit.transpile()）
├── codegen/            # 线路 → Python 源码生成（Circuit.to_python()）
├── circuit_analysis/   # 线路静态分析：CircuitInfo（Circuit.analyze()）
├── drawer/             # 线路绘图：CircuitDrawer（mpl / text / latex 三种输出）
├── info/               # 终端输出辅助工具
└── library/            # 算法库：QFT、QPE、LCU、QSP、QSVT、块编码、哈密顿量模拟、线性方程组求解等

绝大多数使用场景只需 from unitarylab import Circuit, Register, ClassicalRegister（或等价的 from unitarylab.core import ...），无需直接操作底层模块。

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