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量子 SDK 对比

涵盖每个主流免费量子计算框架的并排功能矩阵——为你的应用场景找到合适的工具。

完整功能矩阵

功能
Qiskit
Cirq
PennyLane
Braket
CUDA-Q
主要语言
PythonPythonPythonPythonPython/C++
本地 CPU 模拟
GPU 模拟器
CUDA 加速
~ (aer-gpu)~ (lightning)✓✓
最大模拟量子比特数
状态矢量,本地
30+ (CPU)~2525+25 local34+ (GPU)
可微分
自动求导/反向传播
~ (partial)~ (TF)✓✓~ (plugin)~
QML 支持
~ (qiskit-ml)✓✓~~
内置 VQE/QAOA
~~~
噪声建模
✓✓✓✓
脉冲控制
硬件级
~
HLQuantum 支持
最适合
IBM 硬件Google AI / 噪声QML / 研究AWS 生态系统GPU 性能

✓ = 完全支持 · ~ = 部分支持/需插件 · ✗ = 不支持 · * = 通过 HLQuantum 集成

我应该使用哪个 SDK?

根据你的主要应用场景:

第一个量子项目

Qiskit 拥有最大的社区、最多的教程,以及免费的 IBM QPU 访问权限。大多数初学者都从这里起步。

量子机器学习

PennyLane 专为 QML 打造——可微分电路,并集成 PyTorch、JAX 和 TensorFlow。

最高模拟速度

CUDA-Q 运行于 NVIDIA GPU 之上,对于 20 个以上量子比特的电路,速度比 CPU 模拟器快 100–10,000 倍。

VQE / 量子化学

Qiskit Nature 与 PennyLane 都对 VQE 有出色的支持。PennyLane 的可微分性使基于梯度的优化更为轻松。

最佳门保真度 QPU

IonQ 的离子阱系统提供当前可用的最高双量子比特门保真度,并具备全连接的量子比特拓扑。

AWS / 云原生工作流

Braket 与 AWS 生态系统无缝集成。支持多家 QPU 供应商以及托管的云端模拟器。

Google 硬件或噪声研究

Cirq 专为 NISQ 电路打造,具备详尽的噪声建模。可直接访问 Google Quantum AI 硬件(需申请)。

在多个后端上运行

HLQuantum 为所有 SDK 提供统一的 API。编写一次电路,只需更改一个参数即可在任意后端上运行。

💡

通过一个 API 使用所有后端

无需做出取舍,使用 HLQuantum 即可从单一电路面向 Qiskit、Cirq、PennyLane、Braket、CUDA-Q 和 IonQ。通过一个参数切换——无需重写代码。

python
result = hlq.run(qc, backend="qiskit") # IBM Aer result = hlq.run(qc, backend="cudaq") # NVIDIA GPU result = hlq.run(qc, backend="ionq", device="aria-1") # Real QPU