qsl-quantum 0.1.0

Quantum Search Language - DSL for Grover search with simulator and IBM Quantum backends

QSL — 量子搜索语言

用一句话描述你想找什么，剩下的交给量子计算。

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这是什么？

一个 Python 库，让你用日常的布尔表达式描述搜索条件，自动在量子计算机（或本地模拟器）上找到答案。

传统做法：手写量子电路，理解 H 门、CNOT 门、相位翻转……
QSL 的做法：写 x0 & ~x1，然后等结果。

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5 秒看懂

from qsl import QSLProgram, compile_and_run

# 我想找：3 个变量中，哪些赋值同时满足这三个条件？
program = QSLProgram(
    name="3-SAT",
    n_qubits=3,
    premises=[
        "x0 | ~x1",    # x0 为真，或者 x1 为假
        "x1 | x2",     # x1 为真，或者 x2 为真
        "~x0 | ~x2",   # x0 为假，或者 x2 为假
    ],
    shots=10
)

result = compile_and_run(program)
print(result.get_solutions())

输出：

[3, 4]   # 即二进制 011 和 100 —— 这两个就是答案

就这么简单。不需要懂量子力学。

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两种运行模式

模式	说明	需要什么
本地模拟	在你的电脑上模拟量子计算	零依赖，纯 Python
真实硬件	连接 IBM 量子计算机跑真任务	pip install qsl-quantum[ibm] + IBM 账号

# 模式 1：本地模拟（默认）
compiler = QSLCompiler(backend="simulator")
result = compiler.compile_and_run(program)

# 模式 2：IBM 真实量子芯片
compiler = QSLCompiler(backend="ibm", backend_options={"token": "your_token"})
result = compiler.compile_and_run(program)

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还能更简单 —— DSL 文本语法

不想写 Python？用配置文件式的文本语法：

program "图着色" {
    qubits: 3

    premise {
        x0 ^ x1       # 相邻顶点不能同色
        x1 ^ x2
    }

    main {
        algorithm: grover
        shots: 10
    }
}

from qsl import parse_qsl, compile_and_run

source = open("problem.qsl").read()
program = parse_qsl(source)
result = compile_and_run(program)

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它能做什么？

用布尔表达式描述任意搜索约束，QSL 自动找到所有满足条件的解：

实际问题	布尔表达式	说明
SAT 求解	x0 | ~x1	逻辑可满足性
图着色	x0 ^ x1	相邻顶点不同色
约束满足	x0 & ~x1 & x2	精确约束条件
组合优化	(x0&x1) | (x2&x3)	任意布尔函数

支持全部逻辑运算符： &（与） |（或） ^（异或） ~（非） ()（括号）

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安装

pip install qsl-quantum

核心部分零外部依赖。只有在使用 IBM 真实硬件时才需要 qiskit。

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为什么用 Grover 算法？

	经典搜索	QSL（Grover）
搜索 N 个可能	查 N 次	查约 √N 次
256 个状态	最多查 256 次	约 16 次
1024 个状态	最多查 1024 次	约 32 次
百万级	不可行	约 1000 次

搜索空间越大，优势越明显。这是量子计算为数不多已被数学证明比经典算法快的场景。

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项目结构

qsl/
├── core/           量子态、布尔解析、Grover 算法
├── compiler/       编译器 + DSL 解析器
├── backends/       模拟器后端 + IBM 后端
└── utils/          异常体系、输入验证
tests/              123 个测试用例

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运行测试

pip install -e ".[dev]"
pytest tests/ -v        # 123 passed

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作者

宋梓铭 · Gitee · [e-mail]

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许可证

MIT — 随意使用、修改、分发。