66. پروژهٔ ۱ — شبیه‌ساز کوانتومی
ساخت: بردار حالت، موتور دروازه، اندازه‌گیری، نمونه‌گیری، تجزیه‌گر مدار. (فصل ۱۷ سند کامل طراحی است — این صفحه قرارداد است.)
مشخصات. بستهٔ پایتونی qsim با: (۱) هستهٔ حالت-برداری نگه‌دارندهٔ دامنه‌های مختلط برای n کیوبیت؛ (۲) موتور دروازه اعمال‌کنندهٔ H، X، Y، Z، S، T، RX/RY/RZ(θ)، CX، CZ، SWAP و یونیتی‌های دلخواه تک‌کیوبیتی، پیاده‌سازی‌شده با انقباض تانسوری (tensordot/moveaxis) — نه kron به‌ازای هر دروازه؛ (۳) اندازه‌گیری: نمونه‌گیری کامل-ثبات از |دامنه|² به‌اضافهٔ اندازه‌گیری تک‌کیوبیتی میان‌مداری با بازنرمال‌سازی؛ (۴) نمونه‌گیر دسته‌ای با تکرارپذیری بذری؛ (۵) تجزیه‌گر متنی مدار (H 0، CX 0 1، RZ 1.5708 2، M 0 1) با اعتبارسنجی؛ (۶) CLI: python -m qsim circuit.txt --shots 4096 --seed 42 که هیستوگرام چاپ کند.
نقاط عطف. M1: دروازه‌های تک‌کیوبیتی درست (آزمون: اعمال هر دروازه با ماتریس 2×2 آن روی مثال‌های دست‌حساب بخواند). M2: CX، CZ، SWAP؛ حالت بل با ۴۰۹۶ شات ۵۰-۵۰ (±2σ). M3: بازنویسی انقباض-تانسوری همهٔ آزمون‌های M1–M2 را رد کند؛ در n=20 دست‌کم ۱۰۰ برابر سریع‌تر از نسخهٔ kron. M4: تجزیه‌گر + CLI + نمونه‌گیری بذری. M5: توزیع‌های GHZ-8 و QFT-4 با Aer هم‌بذر بخوانند.
معیارهای پذیرش. بل، GHZ-8 و QFT-4 در ۴۰۹۶ شات در حدود آماری با Qiskit Aer بخوانند؛ اعمال دروازه در n=26 روی لپ‌تاپ < ۱ ثانیه؛ همهٔ آزمون‌ها از کلون تمیز بگذرند (pip install -e . && pytest)؛ README پیچیدگی (زمان O(2ⁿ) به‌ازای دروازه، حافظه 16·2ⁿ بایت) را با جدول محکی که خودتان اندازه گرفته‌اید — نه نقل‌شده — بیان کند.
چه اثبات می‌کند. مدل مدار را در سطح پیاده‌سازی فهمیده‌اید — بخش ششم دیگر نشانه‌گذاری نیست. برآورد زحمت: ۲ تا ۳ آخر هفته.