16 de juny de 2026
Ciència

QiliSDK 0.2.0: Un marc per a la computació quàntica analògica, digital i híbrida

Juny 2025

El programari quàntic actual està dividit en dues parts. Les piles de programari per a ordinadors quàntics digitals (basats en portes) parlen el llenguatge dels circuits quàntics. Les piles analògiques parlen el llenguatge dels Hamiltonians i l'evolució temporal, que és el model natiu per als ordinadors quàntics analògics que construïm a Qilimanjaro. La majoria de les empreses de computació quàntica trien entre digital o analògic per desenvolupar la seva pròpia pila.

QiliSDK 0.2.0 no. És un framework obert de Python que unifica ambdós paradigmes darrere d'una API única i independent del backend. El mateix programa s'executa a la CPU, GPU o Unitat de Processament Quàntic (QPU) canviant una línia de codi.

Comprova el tot nota de llançament aquí.

Què hi ha dins

QiliSDK està construït al voltant de tres nivells:

Primitiva. Classes Gate, Circuit i Ansatz pre-construïdes per a fluxos de treball digitals. Classes Hamiltonian i Schedule per a fluxos de treball analògics. Un tipus central QTensor, un sistema de paràmetres/variables i una abstracció Model que linealitza problemes d'optimització genèrics en format QUBO.
Funcions. Una abstracció unificada per a qualsevol flux de treball quàntic (mostrejar un circuit, evolucionar un Hamiltonià, executar un programa variacional) que qualsevol backend pugui executar a través d'una interfície comuna backend.execute(funcional).
Backends. CPU (QiliSim i QuTiP), GPU (empaquetador NVIDIA CUDA-Q) i QPU digitals i analògics (SpeQtrum Cloud i On-Premise).

Què hi ha de nou a la 0.2.0

QiliSim, un emulador natiu de C++ El nostre backend per defecte ara funciona amb C++ amb una interfície de Python. Dóna suport a circuits quàntics, evolució temporal hamiltoniana i reserves quàntiques. Tots els mètodes integrats amb diverses estratègies d'emulació es poden seleccionar mitjançant objectes de configuració, de manera que el mateix programa es pot tornar a executar amb diferents mètodes numèrics editant una línia.

Modelatge unificat de soroll. Un NoiseModel es pot definir un cop i aplicar tant a QiliSim com al backend CUDA. Cobreix el soroll de l'estat, les pertorbacions dels paràmetres de control i el soroll de lectura. Cada canal implementa representacions tant de Kraus com de Lindblad, de manera que el mateix model s'executa sense canvis en backends digitals o analògics.

Computació de reservori quàntic. Nous primitives (QuantumReservoir, ReservoirLayer, ReservoirInput) per a fluxos de treball d'IA quàntica adequades per a maquinari analògic a curt termini.

QTensor en C++. El tipus quàntic-tensorial principal ara és codi natiu. La preparació d'estats, observables, traços parcials, entropia, càlculs de fidelitat i productes tensorials s'executen més ràpid. L'API funciona com un conjunt d'eines d'informació quàntica autònom.

Interoperabilitat d'OpenQASM 2/3 i QIR. Importació i exportació nativa a OpenQASM 3, a més de suport "round-trip" per al QIR de Microsoft via pyqir. Instal·lat com a extres opcionals.

Trotterització de l'evolució analògica. Un nou ansatz TrotterizedSchedule compila un Schedule analògic en un circuit digital parametritzat sobre un nombre escollit de passos de Trotter. Nous constructors de conveniència: Schedule.linear(), .quadratic(), .polynomial(), .sinusoidal().

Documentació en espanyol i català. Una nova secció de Tutorials a la documentació, amb traduccions al castellà (ES) i al català (CA) al costat de l'anglès.

Millores menors: pipeline Composable CircuitTranspiler (fusió de portes, cancel·lació de parells d'identitat, descomposició de portes multi-controlades, enrutament basat en SABRE); FunctionalResult unificat i un generador de Readout; suport per a CUDA 13; linealització automàtica de QUBO de termes d'ordre superior mitjançant penalitzacions de Rosenberg.

Rendiment

Es lliuren dos marcadors de referència amb el llançament. En un programa d'envelleciment analògic que assoleix una fidelitat de 991 TP3T amb l'estat fonamental exacte, QiliSim supera QuTiP i CUDA en tot el rang provat, demostrant una simulació analògica eficient en processadors CPU de consum.

En una càrrega de treball digital (1.000 portes aleatòries, 100 tirs), QiliSim és competitiu amb Qiskit Aer i Cirq per a mides petites i mitjanes, mentre que el backend de CUDA guanya decisivament a mides de circuit més grans.