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量易伏

量易伏（Quantum Leaf）是百度研究院旗下量子計算研究所開發的雲原生（Cloud Native）量子計算平台。量易伏很好地實現了量子計算和雲計算的深度融合，是一把開啓量子時代大門的鑰匙。^[1] 用户可以在量易伏上編程，並選擇在量子模擬器或量子計算機上運行量子程序。

在“百度世界大會2020”上，百度量子計算研究所推出了百度量子平台。其中，重點發布了雲原生量子計算平台量易伏（Quantum Leaf），同時升級了脈衝計算系統量脈（Quanlse）和量子機器學習工具集量槳（Paddle Quantum）。^[1] 2022年8月25日，在“量見未來”量子開發者大會上，百度正式推出“量易伏”APP，在手機端打開這個APP，開發者可以應用“量子作曲家”這個模塊，輕鬆編寫量子程序並運行，親身感受量子計算的魅力。^[10]

中文名: 量易伏
外文名: Quantum Leaf
屬性: 雲原生量子計算平台
用途: 量子編程

發佈時間: 2020年9月15日
歸屬: 百度量子平台
開發與維護: 百度量子計算研究所
官網: https://quantum-hub.baidu.com/

量易伏前言

量子計算是新興的高科技領域，處於快速發展的萌芽期。受制於多重複雜因素，量子科技的發展依然面臨人才、資金和時間這三個嚴峻的挑戰。^[2] 段潤堯教授表示，“百度量子希望真正把量子計算這個能力輸出給學生、開發者和社會年輕科技愛好者們，讓量子計算編程基礎的設施，隨處可見，真正走進人們的生活，實現人人皆可量子的願景。”^[2] 正出於此，量易伏的名稱含有“量子易於降伏”之意^[3] ，和量槳、量脈共同構建以百度量子平台為核心的量子生態。^[2]

量易伏開啓量子計算的鑰匙

量易伏平台只要使用百度賬號登錄即可使用。用户可以在量易伏上編程，選擇在量子模擬器或量子計算機上運行量子程序，而後檢驗運行結果並調試，而不必真的擁有一台量子計算機。對應不同的應用場景，量易伏有三大前端開發套件：免配置登錄即用的在線編程平台 PyOnline，量子電路可視化編程的 QComposer 和開源生態組件 QCompute。^[1] ^[3]

量易伏架構圖

在適用性方面，量易伏提供適應不同需求的多種前後端，提供豐富案例幫助使用者學習量子編程並實現統一管理工作流，大大提高工作效率。

在生態方面，作為開源開放的量子計算平台，量易伏不但兼容第三方模擬器，還能實現量子硬件無縫切換。

量易伏量易伏平台

量易伏的三大量子前端開發套件，PyOnline、QComposer、QCompute：^[1]

量易伏三大量子前端開發套件

量子在線平台：PyOnline

用户只需登錄量易伏網站即可使用的在線量子編程平台 PyOnline。PyOnline 支持 Python 和 QASM 語言混合編程，含有豐富的量子電路模板並支持自定義文件和自定義 Python 組件，使用户能夠準確靈活地運用量子計算算力。

量子作曲家：QComposer

用户可以通過拖動量子門圖標和 QASM 語言編程相結合的方式，在 QComposer 上完成可視化的量子電路搭建。先進的語言分析引擎將根據搭建的量子電路展示相應 QASM 代碼，反之亦然。此外，PyOnline 和 QCompute（使用遠程量子端的）運行的結果也能夠解析成量子電路圖進行查看、重用。

量子開發套件：QCompute

QCompute 是基於 Python 的開源 SDK，支持 Python 和 QASM 語言混合編程。

量子電路模板和量子算法示例

PyOnline 和 QCompute 均含有豐富的量子電路模板與量子算法示例，主要包括：^[4]

量子超密編碼 (SuperdenseCoding)
Grover 搜索算法 (Grover’s Search Algorithm)
Deutsch - Jozsa 算法 (Deutsch-Jozsa Algorithm)
量子相位估計 - QPE (Quantum Phase Estimation)
變分量子態對⻆化 - VQSD (Variational Quantum State Diagonalization)
變分量子特徵求解器 - VQE (Variational Quantum Eigensolver)

值得注意的是，其中量易伏的特色應用——變分量子特徵求解器，可以準確高效求解分子基態及能量，有望用於量子化學模擬以及新藥發現等領域。^[1] 比如對於氫分子 H₂的量子模擬：先通過反覆使用量子 - 經典的混雜編程方法獲得相應的氫分子基態製備電路，然後再通過反覆測量系統來獲得基態能量。這一電路可以通過迭代求得真實的 H₂分子基態能量。