Qiskit/qiskit

项目介绍

Qiskit 是量子计算的核心 SDK，工作对象是扩展量子线路、算符和原语。它提供构造量子线路、定义可观测量、运行 Sampler 或 Estimator 流程的基础组件；转译器可按目标设备的基门和量子比特连接关系重写线路；量子信息工具箱用于构造和操作更复杂的算符。主要接口是 Python API，C API 则把 Rust 内部数据模型暴露为共享库，或用于编写 Python 扩展模块。适合量子计算研究者、学生和开发者编写与模拟量子程序。

安装

Python 包可直接用 pip 安装：

pip install qiskit

pip 会自动处理依赖并安装最新版本。从源码安装可参考官方源码安装指南。独立 C 库目前只能从源码构建，需要 Rust 编译器和 GNU Make，执行 make c 后会在 dist/c 下生成共享库和头文件；具体见 C API 安装指南。

第一个线路与 Sampler、Estimator

先构造线路，加上测量，再用状态向量 Sampler 采样：

import numpy as np
from qiskit import QuantumCircuit

qc = QuantumCircuit(3)
qc.h(0)
qc.p(np.pi / 2, 0)
qc.cx(0, 1)
qc.cx(0, 2)

qc_measured = qc.measure_all(inplace=False)
from qiskit.primitives import StatevectorSampler
sampler = StatevectorSampler()
result = sampler.run([qc_measured], shots=1000).result()
print(result[0].data['meas'].get_counts())

若要估计期望值，则不要加测量，把 SparsePauliOp 传给 StatevectorEstimator：

from qiskit.quantum_info import SparsePauliOp
from qiskit.primitives import StatevectorEstimator
operator = SparsePauliOp.from_list([("XXY", 1), ("XYX", 1), ("YXX", 1), ("YYY", -1)])
estimator = StatevectorEstimator()
result = estimator.run([(qc, operator)], precision=1e-3).result()
print(result[0].data.evs)

状态向量原语是本地模拟器，适合小线路和测试，无法扩展到经典计算机难以模拟的规模。若要把线路映射到硬件，需要定义带基门和耦合图的 Target，再调用 transpile；README 中给出了映射到 ["cz", "sx", "rz"] 和线性链路的示例。

在真实硬件上运行

Qiskit 通过 BaseSamplerV2 和 BaseEstimatorV2 定义运行时接口。IBM 设备有 qiskit-ibm-runtime；其他厂商通过 BackendV2 提供后端，包括 IonQ、AQT、Braket、Quantinuum 和 Rigetti 等社区或厂商包。访问方式、凭据和预处理细节因供应商而异，需要查看各自文档。

使用约束与许可证

仅使用 Python 包时只需 pip 安装；C API 需要从源码构建并具备 Rust 工具链。基于模拟器的原语只适合经典可模拟的线路规模。使用真实硬件需要安装对应供应商包、拥有账号并具备后端访问权限。项目采用 Apache-2.0 许可证。每个 GitHub 版本会动态生成变更日志，详细发布说明另行发布。

HotRepo 点评

Qiskit 在 2026-11-12 的 Python 日榜上以第 15 名出现，当天新增 3 颗 Star；2025-11-26 的 Hacker News 讨论获得 43 分和少量评论。讨论中有人推荐用它探索量子思想实验和学习量子物理，也有人提到通过社区 provider 连接非 IBM 硬件，同时指出不同厂商的 provider 质量参差。该仓库是长期维护的核心 SDK，价值主要在量子线路层和供应商抽象层，而不只在本地模拟器。