/qusprout

QuSprout is a free and open source quantum computing simulation backend independently developed by QuDOOR. Developers need to connect to the QuSprout to perform simulation calculations after generating quantum circuits in the QuTrunk quantum programming framework.

Primary LanguageC++Apache License 2.0Apache-2.0

QuSprout量子计算模拟平台

Documentation Status License Download Code

概述

  • QuSprout 是启科量子自主研发的一款免费、开源的量子计算模拟后端，用户在 QuTrunk 量子编程框架生成量子线路后, 如果需要更高的运行效率，需要连接到 QuSprout 计算后端来进行模拟计算。
  • QuSprout 支持多个量子线路的任务管理、MPI多进程并行计算。
  • QuSprout 使用 C++ 作为宿主语言，当前支持Kylin，Ubuntu，CentOS操作系统，支持在x86，arm64体系上编译部署，建议使用KylinV10，Ubuntu22.04，CentOS7.9，后续会增加对MacOS系统支持。
  • QuSprout 提供了 qusprout，quwork 服务模块来支持量子计算的模拟：
    • qusprout 服务通过 RPC 与 QuTrunk 量子编程框架连接，主要负责量子线路的任务管理、quwork 服务的启动等。
    • quwork 服务主要负责量子线路的计算并返回计算结果。

服务模块

qusprout:
  1. qusprout 服务启动后，会先收集本机设备信息，包括主机信息(主机名，发布版本等)和资源信息(总内存，未使用内存等)，并开启RPC服务，监听来自 QuTrunk 量子编程框架发送的量子线路操作事件。
  2. 当 qusprout 接收到来自 QuTrunk 量子线路的初始化请求时，会先检查是否有足够的资源来运行该量子线路（通过计算量子线路的qubits 所需的内存）。
  3. 如果资源要求满足，qusprout 会将量子线路加入到任务列表，qusprout 会维护一个任务列表来管理所有的量子线路请求。然后开启 quwork 服务，并将量子线路的初始化请求发送到 quwork 服务。
  4. qusprout 会定时清理一些长时间没有更新的任务，具体超时配置在 qusprout 服务配置文件中，更多配置相关的内容请参考配置文件
quwork:
  1. quwork 服务实现了量子线路中各种门的操作，包括 H, CH, P, CP, R, CR, Rx, Ry, Rz, Rxx, Ryy, Rzz, X, Y, Z, S, T, Sdg, Tdg, SqrtX, CSqrtX, SqrtSwap, Swap, CSwap, CNot, MCX, CY, MCZ, U1, U2, U3, U, CU, ISwap, SqrtXdg, PH
  2. quwork 服务的各种门操作是基于QuEST量子模拟计算平台的基础上改进和演化的。

编译，安装，启动服务

编译:
  1. QuSprout 根目录下的thirdparty目录里面包含了大部分编译和运行 QuSprout 的第三方库，该目录下的install.sh脚本可以一键安装依赖库: 
     sudo chmod a+x install.sh
 sudo ./install.sh
 
 Noted： 
 1. CentOS上需要使用root权限执行install.sh脚本。
 2. 执行install.sh之前需要提前安装基本的开发工具包括gcc，g++, make, unzip。
 3. 执行install.sh过程中，可能在不同的Linux平台会遇到个别依赖库安装失败的情况，您可以尝试解决或者在github上创建 Issue。
  2. QuSprout 根目录下有个 build_qusprout.sh 脚本文件，这个脚本文件是用来对 QuSprout 进行编译的。
  3. 赋予编译脚本执行权限： 
    sudo chmod a+x build_qusprout.sh
  4. 执行编译脚本，0.1.12是需要指定的编译版本号，您可以指定任意的版本号: 
    sudo ./build_qusprout.sh version 0.1.12
安装：
  1. 编译完成后，会在当前目前下生成 build_v0.1.12.tar.gz 文件，0.1.12 是编译时指定的版本号。
  2. QuSprout 根目录下有个 service_qusprout.sh 脚本文件，这个脚本文件是用来对 QuSprout 进行安装部署的。
  3. 赋予部署脚本执行权限： 
    sudo chmod a+x service_qusprout.sh
  4. 执行部署脚本, 执行时会在当前目前下查找 build_v0.1.12.tar.gz 编译文件，0.1.12 是要安装部署的版本号。 
    sudo ./service_qusprout.sh version 0.1.12
启动：
  1. 安装完成后，需要启动 qusprout 服务。
  2. 启动 qusprout 服务： 
    sudo ./service_qusprout.sh start qusprout
  3. service_qusprout 支持另外两个参数 stop，restart，分别对应于停止和重启服务。

文档

如何参与开发

  1. 阅读源代码，了解我们当前的开发方向
  2. 找到自己感兴趣的功能或模块
  3. 进行开发，开发完成后自测功能是否正确
  4. Fork 代码库，将修复代码提交到 fork 的代码库
  5. 发起 pull request
  6. 更多详情请参见链接

许可证

QuSprout 是自由和开源的，在 Apache 2.0 许可证版本下发布。