PennyLane v0.41.0:量子计算框架的重大更新解析
2025-06-18 21:15:06作者:龚格成
项目简介
PennyLane是一个开源的量子机器学习框架,它允许研究人员和开发者将量子计算与经典机器学习无缝结合。作为量子计算领域的重要工具,PennyLane提供了丰富的量子操作、优化算法以及与主流机器学习框架的集成能力。
核心更新内容
1. 资源高效的分解系统
本次更新引入了一个实验性的基于图的分解系统,显著提高了资源利用效率。该系统通过遍历内部图结构,根据所需门数进行加权,提供了比当前系统更高效的分解方案。
开发者可以通过qml.decomposition.enable_graph()
启用这一新系统,并利用以下新功能:
- 支持为PennyLane中的算子添加多个分解方案,通过
qml.list_decomps
函数查询 - 使用
qml.add_decomps
全局添加新的分解规则 - 动态资源需求的算子需通过
qml.resource_rep
声明
2. 程序捕获与混合程序表示
程序捕获功能(通过qml.capture.enable()
启用)现在支持更丰富的量子-经典混合计算场景:
- 支持中间电路测量(MCM)和MCM值的经典处理
- 支持
default.qubit
和lightning.qubit
设备的多种微分方法 - 新增QNode参数静态化功能,提高重复电路执行效率
- 所有返回单次设备执行的PennyLane变换现在兼容程序捕获
- 支持Python控制流(if/else, for, while)的直接使用
3. 端到端稀疏执行支持
新版本全面支持压缩稀疏行(csr)格式的稀疏数据结构:
- 多种模板支持稀疏数据结构输入和执行
- 具有
sparse_matrix
方法的算子现在可以选择稀疏矩阵格式和线序 qml.math
模块新增稀疏矩阵处理功能
4. QROM状态准备技术
新增了基于QROM的先进状态准备技术qml.QROMStatePreparation
模板,使用方式与其他状态准备技术类似,但效率更高。
5. 动态李代数功能
新增qml.liealg
模块,提供丰富的李代数功能:
- 通过
qml.lie_closure
计算生成元的动态李代数 - 使用
qml.structure_constants
计算李代数的结构常数 - 通过
qml.center
查找李代数的中心 - 支持Cartan分解和相关验证功能
技术亮点
性能优化
- 稀疏执行支持大幅提升了大规模稀疏对象的处理效率
- 新的分解系统显著减少了门数开销
- 程序捕获功能优化了混合程序的执行流程
开发者体验改进
- QNode新增
update
方法,支持运行时重新配置 - 绘图功能增强,支持深度电路的多图分割
- 更清晰的错误提示和文档说明
实验性功能
- FTQC模块新增多种模板和实用工具
- 新增Harmonic Oscillator状态表示类
- Trotter误差估计相关基础类和函数
兼容性说明
本次更新包含一些破坏性变更,主要涉及:
- 移除了
num_diagonalizing_gates
的高开销计算 - 重命名了多个函数和方法以更准确反映其功能
- 移除了多个已弃用的API
建议用户在升级前仔细阅读变更说明,并对现有代码进行必要的调整。
总结
PennyLane v0.41.0带来了多项重要改进,特别是在资源效率、混合程序表示和稀疏计算方面的增强。这些更新不仅提升了框架的性能和灵活性,也为量子机器学习研究提供了更强大的工具集。实验性功能的引入展示了框架未来的发展方向,值得开发者关注和尝试。
对于量子计算和量子机器学习领域的研究人员和开发者来说,这次更新提供了更多可能性,特别是在处理复杂量子-经典混合算法和大规模量子系统模拟方面。建议用户根据自身需求逐步探索这些新功能,并关注后续版本的进一步优化和完善。
登录后查看全文
热门项目推荐
- QQwen3-Next-80B-A3B-InstructQwen3-Next-80B-A3B-Instruct 是一款支持超长上下文(最高 256K tokens)、具备高效推理与卓越性能的指令微调大模型00
- QQwen3-Next-80B-A3B-ThinkingQwen3-Next-80B-A3B-Thinking 在复杂推理和强化学习任务中超越 30B–32B 同类模型,并在多项基准测试中优于 Gemini-2.5-Flash-Thinking00
GitCode-文心大模型-智源研究院AI应用开发大赛
GitCode&文心大模型&智源研究院强强联合,发起的AI应用开发大赛;总奖池8W,单人最高可得价值3W奖励。快来参加吧~0267cinatra
c++20实现的跨平台、header only、跨平台的高性能http库。C++00AI内容魔方
AI内容专区,汇集全球AI开源项目,集结模块、可组合的内容,致力于分享、交流。02- HHunyuan-MT-7B腾讯混元翻译模型主要支持33种语言间的互译,包括中国五种少数民族语言。00
GOT-OCR-2.0-hf
阶跃星辰StepFun推出的GOT-OCR-2.0-hf是一款强大的多语言OCR开源模型,支持从普通文档到复杂场景的文字识别。它能精准处理表格、图表、数学公式、几何图形甚至乐谱等特殊内容,输出结果可通过第三方工具渲染成多种格式。模型支持1024×1024高分辨率输入,具备多页批量处理、动态分块识别和交互式区域选择等创新功能,用户可通过坐标或颜色指定识别区域。基于Apache 2.0协议开源,提供Hugging Face演示和完整代码,适用于学术研究到工业应用的广泛场景,为OCR领域带来突破性解决方案。00- HHowToCook程序员在家做饭方法指南。Programmer's guide about how to cook at home (Chinese only).Dockerfile06
- PpathwayPathway is an open framework for high-throughput and low-latency real-time data processing.Python00
热门内容推荐
最新内容推荐
项目优选
收起

OpenHarmony documentation | OpenHarmony开发者文档
Dockerfile
143
1.92 K

deepin linux kernel
C
22
6

Nop Platform 2.0是基于可逆计算理论实现的采用面向语言编程范式的新一代低代码开发平台,包含基于全新原理从零开始研发的GraphQL引擎、ORM引擎、工作流引擎、报表引擎、规则引擎、批处理引引擎等完整设计。nop-entropy是它的后端部分,采用java语言实现,可选择集成Spring框架或者Quarkus框架。中小企业可以免费商用
Java
8
0

React Native鸿蒙化仓库
C++
192
274

🎉 (RuoYi)官方仓库 基于SpringBoot,Spring Security,JWT,Vue3 & Vite、Element Plus 的前后端分离权限管理系统
Vue
929
553

旨在打造算法先进、性能卓越、高效敏捷、安全可靠的密码套件,通过轻量级、可剪裁的软件技术架构满足各行业不同场景的多样化要求,让密码技术应用更简单,同时探索后量子等先进算法创新实践,构建密码前沿技术底座!
C
422
392

openGauss kernel ~ openGauss is an open source relational database management system
C++
145
189

为非计算机科班出身 (例如财经类高校金融学院) 同学量身定制,新手友好,让学生以亲身实践开源开发的方式,学会使用计算机自动化自己的科研/创新工作。案例以量化投资为主线,涉及 Bash、Python、SQL、BI、AI 等全技术栈,培养面向未来的数智化人才 (如数据工程师、数据分析师、数据科学家、数据决策者、量化投资人)。
Jupyter Notebook
75
65

本仓将收集和展示高质量的仓颉示例代码,欢迎大家投稿,让全世界看到您的妙趣设计,也让更多人通过您的编码理解和喜爱仓颉语言。
Cangjie
344
1.3 K

Elasticsearch
国内Top1 elasticsearch搜索引擎框架es ORM框架,索引全自动智能托管,如丝般顺滑,与Mybatis-plus一致的API,屏蔽语言差异,开发者只需要会MySQL语法即可完成对Es的相关操作,零额外学习成本.底层采用RestHighLevelClient,兼具低码,易用,易拓展等特性,支持es独有的高亮,权重,分词,Geo,嵌套,父子类型等功能...
Java
36
8