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文档UnitaryLab 模拟器用户手册API 使用总览

API 使用总览

本页按任务列出公共入口、返回形式和对应参考页。普通线路工作流从 unitarylab 顶层导入；算法和应用能力从 unitarylab.library 及其子模块导入。

线路与寄存器

from unitarylab import Circuit, Register, ClassicalRegister
任务入口返回或行为文档
创建线路Circuit(...)新 Circuit创建线路与寄存器
添加门或线路测量h()、cx()、measure() 等原地修改线路量子门与测量
复制、求逆或展开copy()、inverse()、decompose() 等新 Circuit线路变换
组合或初始化append()、prepend()、initialize()原地修改线路线路变换

执行与结果

任务入口返回值文档
纯态或 MPS 执行Circuit.execute()ExecutionResult执行线路与查看结果
密度矩阵执行Circuit.execute_density()DensityMatrixResult密度矩阵与噪声模型
选择执行实现和设备backend、device、dtype执行配置执行后端与参数
概率、采样和期望值probability()、sample()、expectation()标量、字典或列表执行线路与查看结果

execute() 的 shots 表示整条含线路测量程序的重复执行次数。ExecutionResult.sample() 从已有结果分布采样，不会重新执行线路。

绘图、分析与格式转换

任务入口返回值文档
绘制线路Circuit.draw()绘图对象或文本表示线路分析与绘图
分析线路Circuit.analyze()CircuitInfo线路分析与绘图
导入或导出 OpenQASMfrom_qasm*()、to_qasm*()Circuit、字符串或文件OpenQASM 与 Python 导入导出
生成 Python 重建代码to_python*()字符串或文件OpenQASM 与 Python 导入导出

编译与真机

from unitarylab import QCompiler, CompileConfig, CompilationResult, HardwareResult
阶段入口返回值是否提交任务
规则优化Circuit.optimize()新 Circuit否
门基转译Circuit.transpile()新 Circuit否
映射与编译Circuit.compile()CompilationResult否
真机提交Circuit.submit()HardwareResult是

编译和提交的参数、凭据及额度风险见线路优化与编译和真机任务提交。

算法顶层入口

from unitarylab.library import (
    QFT, IQFT, QPE, LCU,
    block_encode, hamiltonian_simulation, solve,
    QSVT, QSP, QSP_hamiltonian_simulation,
)
返回形式入口
CircuitQFT()、IQFT()、LCU()
线路或三元组QPE()
结果对象block_encode()、hamiltonian_simulation()、solve()、QSVT()
低层线路或元组QSP()、QSP_hamiltonian_simulation()

参数和返回字段见算法库概览。

应用子模块

任务模块主要返回形式
Pauli 分解和线路构造unitarylab.library.pauli_operator列表、矩阵或 Circuit
Fermi–Hubbard 工具unitarylab.library.fermi_hubbard字典、字符串或结果对象
Ising/QUBO 求解unitarylab.library.qubocore字典
PDE 求解unitarylab.library.equation字典和生成文件
量子机器学习unitarylab.library.qmlPyTorch 张量、模型和训练记录
量子化学扩展unitarylab_chemistry分阶段结果对象

对应页面分别为 Pauli 工具、Fermi–Hubbard 工具、QUBO 与 Ising 求解、PDE 求解框架、QML 概览与后端和量子化学扩展。

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