prism-q

PRISM-Q是一个用Rust编写的量子电路模拟器，提供Python绑定。它根据电路结构自动选择后端，运行多遍门融合流水线，并在内循环中使用AVX2、FMA和BMI2内核（ARM64上使用NEON）。CUDA支持是可选的，涵盖态矢量、稳定子（实验性）和密度矩阵后端。输入为OpenQASM 3.0，兼容2.0语法，电路可导出回OpenQASM 3.0。 可通过cargo（prism-q）或pip（prism-q）安装。默认功能集包括Rayon并行和faer SVD；无默认功能构建为单线程且依赖最少。gpu功能需要CUDA Toolkit 12.x或更新版本。 后端包括：态矢量（通用电路，O(2^n)）、稳定子（仅Clifford，O(n^2)）、分解稳定子（具有独立块的Clifford）、稀疏（少量活跃振幅）、MPS（低纠缠或一维，O(n*chi^2)）、乘积态（无纠缠）、张量网络（低树宽）、分解（部分纠缠）、密度矩阵（精确噪声演化，O(4^n)，仅显式调度）和分布式态矢量（超出单主机内存，MPI秩，精确结果）。BackendKind::Auto是默认设置；态矢量内存预算为机器物理内存的一半，可通过PRISM_MAX_SV_QUBITS覆盖。 OpenQASM解析器接受stdgates.inc门集、常见受控和多受控变体、Qiskit导出器门、IonQ和Google/Cirq原生门名称、分解的多指令门、IBM旧版u1/u2/u3以及用户定义的门声明。inv @、ctrl @和pow(k) @修饰符可链式应用于直接门。qasm_export::to_qasm3将电路写回为OpenQASM 3.0。 功能包括shots和样本计数、期望值和边缘分布、带重绑定的参数化电路，以及通过伴随方法或参数平移规则计算的梯度。GPU功能通过NVRTC在运行时为设备的计算能力编译PTX；大小交叉点使小子电路保留在CPU上。提供了电路宏基准、门微基准和GPU调度的基准测试。路线图提到中电路分支、多GPU和分布式GPU执行、ROCm移植，以及分布式后端上的噪声shots。