Yao 面向人类的可扩展、高效的量子算法设计。

简介

Yao 是一个开源框架，旨在通过软件工具赋能量子信息研究。它的设计考虑了以下几点：

• 量子算法设计；
• 量子 软件 2.0；
• 量子计算教育。

我们目前处于早期发布的测试版阶段。请做好迎接一些挑战和不完善之处的准备。

尝试你的第一个 Yao 程序

使用 Quantum Blocks 实现的 3 行量子傅里叶变换：

A(i, j) = control(i, j=>shift(2π/(1<<(i-j+1))))
B(n, k) = chain(n, j==k ? put(k=>H) : A(j, k) for j in k:n)
qft(n) = chain(B(n, k) for k in 1:n)

安装

Yao 是一个   Julia 语言   包。要安装 Yao， 请 打开 Julia 的交互式会话（即 REPL） 并在 REPL 中按下 ] 键进入包模式，然后输入以下命令

对于稳定版本：

pkg> add Yao

对于当前主分支：

pkg> add Yao#master

如果您在安装过程中遇到问题，请 向我们提交一个问题。

如需 CUDA 支持，请参阅 CuYao.jl。

如需基于张量网络的模拟，请参阅 YaoToEinsum.jl。

文档

教程 | 使用 Yao 学习量子计算

算法动物园

一些量子算法已使用 Yao 在 QuAlgorithmZoo 中实现。

在线文档

• 稳定版 — 最新标记版本的文档。
• 最新版 — 开发中的文档版本。

每月社区电话会议

我们每月都会举行一次社区电话会议，请通过 Julia Slack 频道私信 Roger-luo 提供您的电子邮箱地址以报名。或者关注我们的 Twitter。

如果您有任何有趣的内容想分享，时间不超过 40 分钟；或者只是想简短地聊聊您的经验，时间约 10 分钟，都欢迎与我们联系！请使用此 Google 表格 报名并注明主题。

沟通方式

• GitHub Issues：欢迎在 Issues 中提问、报告 bug 或提出功能请求。
• Slack：您可以 加入 Julia 的 Slack 频道，并在 #yao-dev 频道中咨询 Yao 相关问题。
• Julia 论坛：您也可以在 Julia 论坛 或 中文论坛 上提问。

团队

该项目由 QuantumBFS 负责，这是一个致力于量子科学的开源组织。目前，Yao 由 Xiu-Zhe (Roger) Luo 和 Jin-Guo Liu 维护，并得到了开源社区的贡献。所有贡献者均列于 贡献者页面。

引用 Yao

如果您在教学和研究中使用 Yao，请引用我们的工作：

@article{YaoFramework2019,
  title={Yao.jl: Extensible, Efficient Framework for Quantum Algorithm Design},
  author={Xiu-Zhe Luo and Jin-Guo Liu and Pan Zhang and Lei Wang},
  journal={arXiv preprint arXiv:1912.10877},
  year={2019}
}

许可证

Yao 采用 Apache 2.0 许可证发布。

Yao.jl 快速上手指南

Yao 是一个基于 Julia 语言的开源量子计算框架，旨在提供可扩展、高效的量子算法设计工具，适用于量子算法研究、软件 2.0 开发及量子计算教育。

环境准备

• 操作系统：支持 Windows、macOS 和 Linux。
• 前置依赖：需安装 Julia 编程语言（建议最新版本）。
• 网络环境：首次安装需访问 GitHub 和 Julia 包服务器。若国内下载缓慢，可配置国内镜像源（见下方安装步骤）。

安装步骤

1. 启动 Julia 交互式会话（REPL）。
2. 在 REPL 中按下 ] 键进入包管理模式（提示符变为 pkg>）。
3. （可选）配置国内镜像源以加速下载：

   pkg> registry add General
   # 若需手动指定国内镜像，可在 Julia 启动前设置环境变量或使用 Git 替换默认注册表地址
   

4. 安装稳定版 Yao：

   pkg> add Yao
   

   或安装开发版主分支：

   pkg> add Yao#master
   

5. 安装完成后，按 Backspace 键退出包模式，返回 Julia 主界面。

注：如需 GPU 加速支持，请额外安装 CuYao.jl；如需张量网络模拟，请安装 YaoToEinsum.jl。

基本使用

以下示例演示如何用 3 行代码构建一个量子傅里叶变换（QFT）电路：

A(i, j) = control(i, j=>shift(2π/(1<<(i-j+1))))
B(n, k) = chain(n, j==k ? put(k=>H) : A(j, k) for j in k:n)
qft(n) = chain(B(n, k) for k in 1:n)

执行 qft(3) 即可生成一个 3 量子比特的 QFT 电路对象，可进一步用于模拟、可视化或与其他量子操作组合。

更多教程与算法示例请访问官方文档：https://yaoquantum.org/tutorials/