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 CPU 或 GPU 上运行状态向量模拟
使用 draw() 和 analyze() 可视化和分析线路结构
通过 OpenQASM 3.0 与其他量子平台交换线路
调用算法库中的 QFT、QPE、HHL、哈密顿量模拟等高层算法

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/               # 高层线路接口（Circuit、Register、ClassicalRegister）
├── backend/
│   ├── gate/           # QuantumGate 数据结构
│   ├── gatesequence/   # GateSequence 构建与变换
│   ├── execution/      # 状态向量执行器
│   ├── configuration/  # 设备与数据类型管理
│   ├── pygates/        # NumPy / PyTorch 门核函数
│   └── qasm/           # OpenQASM 3.0 导入导出
├── circuit_analysis/   # 线路静态分析
├── drawer/             # Matplotlib 线路绘图
├── info/               # 终端输出辅助工具
└── library/            # 算法库（QFT、QPE、QSP、QSVT、HHL 等）

绝大多数使用场景只需从 unitarylab.core 导入 Circuit，无需直接操作底层模块。