从框图到布洛赫球面:LabVIEW中的图形化量子电路仿真

随着量子计算从理论物理学转向工程应用领域,对能够连接抽象线性代数与实际应用的易用仿真工具的需求日益增长。尽管基于文本的框架(如Qiskit或Cirq)已成为行业标准,但对于习惯图形化系统设计的学生和工程师而言,这些工具往往存在较高的学习门槛。本文介绍QuVI(量子虚拟仪器)——一款基于NI LabVIEW环境原生开发的开源量子电路工具包。该研究团队突破了早期概念验证模型,构建了一个利用LabVIEW“数据流”范式(以连线表示数据、节点表示操作)的健壮框架,既直观可视地映射标准量子电路符号,又能无缝集成循环与条件判断等经典控制结构。通过构建并可视化基础量子算法,该工具包的功能得到验证,其结果与理论预测一致。QuVI将“框图”直接转化为量子态演化(“布洛赫球”表示),为教育工作者和研究人员提供了无需脱离图形化工程环境即可实现量子逻辑原型的强大平台。

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提交arXiv: 2026-01-31 10:26

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