jiuzhang-sdk 0.1.0a21

九章光量子真机云接入软件包（jiuzhang SDK）

jiuzhang SDK - 九章光量子云平台 Python SDK

jiuzhang-sdk 是九章光量子计算云平台的 Python 开发套件。它可以帮助您通过 Python 脚本和 Jupyter Notebook 轻松向九章云平台提交高斯玻色采样（GBS）实验任务、轮询查询任务状态，并对返回的实验结果进行结构化解析与本地数据分析。

📥 安装

安装当前的预发布版本：

pip install --pre jiuzhang-sdk

安装指定版本：

pip install jiuzhang-sdk==0.1.0a21

🚀 快速开始

在运行前，请先设置您的 API Key 以及关联的项目 ID：

export JIUZHANG_API_KEY="your-api-key-here"
export JIUZHANG_PROJECT_ID="EXP-39dfbfdcab444d32"

PowerShell 环境：

$env:JIUZHANG_API_KEY="your-api-key-here"
$env:JIUZHANG_PROJECT_ID="EXP-39dfbfdcab444d32"

Python 代码示例：

import os
from jiuzhang import CloudClient, GBSParams

# 使用环境中的 API Key 初始化客户端，接入指定的服务根地址
client = CloudClient(
    base_url="https://api.jiuzhang.com/api/v1",
    api_key=os.environ["JIUZHANG_API_KEY"],
)

# 构造实验参数，项目 ID 从环境变量读取，其余参数直接写入
params = GBSParams(
    project_id=os.environ["JIUZHANG_PROJECT_ID"],
    quantum_computer_id="PH_QC_04",
    mt=300,
    pump_energy_nj=4.6,
    task_name="GBS experiment 001",
)

result = client.run_gbs(params)
print(result.task_id)
print(result.status_name)
print(result.quantum_computer_id)

client.close()

🧩 核心概念

☁️ CloudClient 客户端

CloudClient 是 SDK 的主要入口，用于同远程九章光量子云平台建立 HTTP 通信。它负责估算经典计算时间、提交量子计算任务以及轮询查询任务最终状态。

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⚛️ GBSParams 参数对象

GBSParams 是类型化的 GBS 实验任务输入参数封装对象。

from jiuzhang import GBSParams

params = GBSParams(
    project_id="EXP-39dfbfdcab444d32",
    quantum_computer_id="PH_QC_04",
    mt=300,
    pump_energy_nj=4.6,
    task_name="GBS experiment 001",
)

字段	类型	必填	说明
project_id	str	是	云平台项目 experiment_code
quantum_computer_id	str	是	目标云端量子计算机 ID (例如 PH_QC_04)
mt	int	是	泵浦脉冲时序数 (Time-bin count)，范围 1 <= mt <= 500
pump_energy_nj	float	是	泵浦脉冲能量，单位为 nJ
squeezing_param	float | None	否	压缩参数
task_name	str	否	任务自定义展示名称，不能超过 200 个字符

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📊 GBSResult 结果对象

GBSResult 是任务执行成功后对返回数据进行提取和结构化封装的对象。

属性	说明
task_id	平台生成的任务唯一 ID
status_name	标准化的任务状态字符串（如 SUCCESS、FAILED、PENDING、RUNNING）
project_id	关联的项目 ID
quantum_computer_id	运行该任务的目标量子计算机 ID
experimental_distribution	实验分布数据曲线（result_map_points 中的 experimental 数据点）
ground_truth_distribution	参考基准分布曲线（result_map_points 中的 ground_truth 数据点）
result_map_points	云端计算并返回的全部可视化概率分布验证曲线字典
download_url	任务原始样本结果数据文件的云端下载 URL 地址
raw	云平台返回的原始底层响应 JSON 数据字典

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🏗️ 架构设计

SDK 采用轻量级客户端架构，不要求用户管理底层的物理量子硬件调度或任务调度：

层级	作用	主要组件
用户层	Python 脚本、Jupyter Notebook、业务系统	用户代码
SDK 层	任务参数校验与封装、任务生命周期管理	CloudClient, GBSParams, GBSResult
通信层	请求鉴权与构造、HTTP JSON 传输	TokenManager, HTTP Client
云平台层	远程量子计算和经典辅助时间估算服务	九章光量子云平台

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🧱 组件说明

• ☁️ CloudClient：负责任务提交、经典算力估算、查询与轮询等核心云端通信。
• ⚛️ GBSParams：封装 GBS 实验任务的物理与配置参数。
• 📊 GBSResult：对任务最终状态 and 结果曲线进行结构化解析与持有。
• 🔐 TokenManager：API Key 本地校验及日志输出的脱敏脱密。
• 📈 jiuzhang.gbs.analysis：本地轻量级采样结果 analysis 比对工具箱（如计算 TVD、Hellinger 距离及 JS 散度等）。
• 📒 jiuzhang.jupyter： Jupyer Notebook 环境展示与 HTML 表格格式化输出辅助组件。

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🌐 云平台接口约定

SDK 与九章云平台通过以下 RESTful HTTP 接口进行通信：

SDK 方法	HTTP 接口路径	核心行为
estimate_runtime(...) / estimate_gbs(params)	POST /estimate	预估经典仿真计算时间
submit_task(...) / submit_gbs(params)	POST /tasks/submit	提交 GBS 实验任务
get_result(task_id)	GET /tasks/{task_id}	获取任务运行状态及分布曲线
run_experiment(...) / run_gbs(params)	串联逻辑	预估复杂度 → 提交任务 → 轮询结果 → 结构化解析

所有网络通信均通过 X-Jiuzhang-API-Key 头部进行认证。SDK 内部会自动校验 HTTP 响应及内部的 code 业务状态码，当 code != 0 时会自动抛出对应的具体业务异常。

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📒 Jupyter Notebook 集成

SDK 提供了专门的辅助函数来优化 Jupyter 交互体验：

from jiuzhang.jupyter import display_gbs_result, get_notebook_client, show_environment

# 1. 查看脱敏后的当前环境配置
show_environment()

# 2. 自动从环境获取客户端并执行任务
client = get_notebook_client()
result = client.run_gbs(params)

# 3. 在 Notebook 单元格中以漂亮的 HTML 汇总表格渲染展示 GBSResult
display_gbs_result(result)

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🛠️ 开发与测试

在 code/ 目录下：

# 格式化代码
ruff format src tests
# 执行静态检查
ruff check src tests
# 执行严格类型检查
mypy src
# 执行单元测试
pytest

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📄 授权协议

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