zxcalc/pyzx

解決的問題

PyZX 可簡化並最佳化大型量子電路。它透過將量子程式轉換為圖形表示（ZX-演算）來解決降低量子程式複雜度的挑戰，然後在圖形中自動重寫與簡化，最後再轉換回電路形式。

工作原理

該工具使用 ZX-演算，這是一種圖形語言，其中量子操作以「蜘蛛」（Z-蜘蛛與 X-蜘蛛）的張量網絡表示。PyZX 將 QASM、Quipper 或 Quantomatic 等格式的量子電路轉換為這些圖形，應用一組重寫規則（特別是針對 Clifford 片段的規則），將圖形簡化為偽正規形式，然後從結果中提取出新的簡化電路。

適用對象

專為需要最佳化量子電路以提升效能或可視化的量子計算研究人員與開發者設計。

主要亮點

• 多格式支援：支援讀取與輸出 QASM、QC 與 QUIPPER 格式的電路。
• 自動重寫：使用 Clifford 圖的完整重寫規則集來簡化電路。
• 可視化：支援透過 Matplotlib、Quantomatic 或 TikZ（用於 LaTeX）渲染圖形。
• 整合性：可作為 Python 模組、命令列工具或在 Jupyter 筆記本中使用。