算法库概览

unitarylab.library 在量子线路接口之上提供常用算法、矩阵工具和应用框架。本节采用“先完成任务，再查阅接口”的组织方式；示例均使用小规模 CPU 配置。

顶层算法入口

以下 10 个名称可以直接从 unitarylab.library 导入：


from unitarylab.library import (
    QFT, IQFT, QPE, LCU,
    block_encode, hamiltonian_simulation, solve,
    QSVT, QSP, QSP_hamiltonian_simulation,
)

这些入口覆盖线路构造、算法执行和结果对象三种使用方式。其余能力通过对应子模块导入，不会自动出现在顶层命名空间中。

按任务选择

任务	推荐入口	返回形式	文档
构造傅里叶变换线路	`QFT()`、`IQFT()`	`Circuit`	QFT、QPE 与 LCU
估计酉算子本征相位	`QPE()`	线路或三元组	QFT、QPE 与 LCU
构造酉算子线性组合	`LCU()`	`Circuit`	QFT、QPE 与 LCU
模拟 $e^{- i H t}$	`hamiltonian_simulation()`	结果对象	哈密顿量模拟
块编码和多项式变换	`block_encode()`、`QSP()`、`QSVT()`	线路、元组或结果对象	QSP、QSVT 与块编码
求解 $A x = b$	`solve()`	`LinearSolverResult`	线性方程组求解
分解和组合 Pauli 算符	`unitarylab.library.pauli_operator`	列表、矩阵或线路	Pauli 工具
构造 Fermi–Hubbard 哈密顿量	`unitarylab.library.fermi_hubbard`	字符串、字典或结果对象	Fermi–Hubbard 工具
求解 Ising/QUBO 优化问题	`unitarylab.library.qubocore`	字典	QUBO 与 Ising 求解
求解 PDE	`unitarylab.library.equation`	字典和生成文件	PDE 求解框架
构建和训练量子机器学习模型	`unitarylab.library.qml`	张量、模型和训练记录	QML 概览与后端

返回值与执行成本

线路构造函数只生成 Circuit，是否执行由调用方决定。
高层算法可能返回结果对象，其线路或数值结果可以按需计算。
PDE、QUBO 和部分 QML 工作流返回字典或张量；请按对应页面列出的字段读取。
量子比特数、近似阶数、采样次数和训练轮数都会影响时间与内存。建议先用本节的小规模示例验证调用，再扩大问题规模。

量子化学功能位于独立扩展包，参见量子化学扩展。

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