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quantum-circuit-builder

A visual drag-and-drop quantum circuit designer that lets you build, simulate, and export quantum algorithms. Place quantum gates like Hadamard, CNOT, and Pauli on qubit wires to create circuits, then run simulations to see probability distributions, Bloch sphere representations, and state vectors in real time.

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这是什么?

🎯 模拟器提示

📚 术语表

Qubit
经典位的量子模拟,能够同时存在 |0> 和 |1> 状态的叠加。
Quantum Gate
一种改变一个或多个量子位状态的基本量子操作,类似于经典逻辑门,但在量子叠加上进行操作。
Hadamard Gate
创建相等叠加状态的单量子位门,将 |0> 转换为 (|0>+|1>)/sqrt(2)。
CNOT Gate
一个二量子位门,其中控制量子位确定是否对目标量子位应用 NOT 运算。
Bloch Sphere
单个量子位状态空间的几何表示,其中任何纯量子位状态都可以表示为球体表面上的点。
State Vector
量子系统完整状态的数学描述,表示为希尔伯特空间中的复向量。
Measurement
从量子系统中提取经典信息的过程,将叠加态折叠成确定的状态。
Superposition
量子系统在测量之前同时存在于多种状态的能力。
Entanglement
一种量子相关性,其中两个或多个量子位的状态从根本上联系在一起,而与空间分离无关。
Circuit Depth
量子电路中的时间步数(门层数),越深的电路通常在噪声硬件上更容易出错。
OpenQASM
开放量子汇编语言,一种由 IBM 开发的用于描述量子电路的标准文本格式。
Unitary Operation
由酉矩阵表示的可逆量子运算,保留量子态的总概率。
Quantum Register
量子位的集合,共同构成量子电路的输入和输出。
Phase
与量子态振幅相关的复角,它影响干涉图样,但不直接影响测量概率。
Quantum Parallelism
量子计算机通过利用叠加同时评估多个输入上的函数的能力。
Decoherence
由于与环境的不需要的相互作用而导致量子相干性的丧失,导致量子位失去叠加和纠缠。
Bell State
通过应用 Hadamard 门和 CNOT 门创建的最大纠缠两个量子位态,这是四种可能的最大纠缠态之一。
Toffoli Gate
一种三量子位受控非门,对于经典计算是通用的,并且在量子纠错中很有用。
Quantum Interference
量子概率振幅建设性或破坏性结合的现象,用于放大量子算法中的正确答案。
Ancilla Qubit
量子电路中使用的辅助量子位,作为实现复杂运算或纠错的助手。

🏆 关键人物

David Deutsch (1985)

形式化了通用量子计算机和量子电路模型的概念,证明量子计算机可以模拟任何物理过程

Peter Shor (1994)

开发了 Shor 算法,其对大数进行因式分解的速度比任何已知的经典算法都快得多,展示了量子电路的潜在力量

John Preskill (2012)

创造了“量子霸权”一词(现在通常称为“量子优势”),并发展了具有量子纠错的容错量子计算理论

Richard Feynman (1982)

提出了利用量子力学系统进行计算的想法,启发了整个量子计算领域

Lov Grover (1996)

发明了 Grover 的搜索算法,该算法为使用量子电路的非结构化搜索问题提供了二次加速

Charles Bennett (1993)

共同发明了量子隐形传态和超密集编码协议,展示了基于纠缠的量子电路的通信能力

Adriano Barenco (1995)

证明任何量子电路都可以分解为单量子位门和 CNOT 门,建立了电路构建器中使用的通用门组的通用性

🎓 学习资源

💬 给学习者的话

{'encouragement': 'Every quantum computing expert started exactly where you are now - curious but uncertain. By dragging your first gate onto a qubit wire, you have already taken a step that most people never take. Quantum computing is not magic reserved for geniuses; it is a skill you can build one gate at a time.', 'reminder': 'Remember that quantum computing is still a young and rapidly evolving field. Even researchers at the top labs are still learning and discovering new things. Your fresh perspective and questions are valuable contributions to this growing community.', 'action': 'Start by building a simple Bell state circuit: place a Hadamard gate on the first qubit, then a CNOT gate connecting the first and second qubits. Run the simulation and observe the entanglement. You have just created one of the most fundamental quantum phenomena!', 'dream': 'We dream of a world where a student in rural Bangladesh, a teenager in the mountains of Peru, or a self-taught programmer in sub-Saharan Africa can all design quantum circuits that push the boundaries of human knowledge. Quantum computing belongs to all of humanity, and tools like this exist to make that dream real.', 'wiaVision': 'WIA Book envisions a future where world-class science education is universally accessible, free, and engaging. Through interactive simulators like the Quantum Circuit Builder, we are building bridges between complex quantum physics and everyday understanding, one learner at a time.'}

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