Quanta SDK — Ozellikler
Kapi Seti (31 Kapi)
| Kapi |
Qubit |
Aciklama |
| H |
1 |
Hadamard — superpozisyon olusturur |
| X |
1 |
Pauli-X — bit cevirme (NOT) |
| Y |
1 |
Pauli-Y — bit + faz cevirme |
| Z |
1 |
Pauli-Z — faz cevirme |
| S |
1 |
S kapisi — π/2 faz |
| T |
1 |
T kapisi — π/4 faz |
| CX |
2 |
CNOT — kontrollü NOT |
| CZ |
2 |
Kontrollü-Z — kontrollü faz |
| CY |
2 |
Kontrollü-Y |
| SWAP |
2 |
Qubit degisimi |
| CCX |
3 |
Toffoli — cift kontrollü NOT |
| RX(θ) |
1 |
X-ekseni rotasyonu |
| RY(θ) |
1 |
Y-ekseni rotasyonu |
| RZ(θ) |
1 |
Z-ekseni rotasyonu |
| P(θ) |
1 |
Faz kapisi |
| U(θ,φ,λ) |
1 |
Genel tek-qubit uniter |
| I |
1 |
Birim kapi |
| SDG |
1 |
S-dagger (−π/2 faz) |
| TDG |
1 |
T-dagger (−π/4 faz) |
| SX |
1 |
X karekoku |
| SXdg |
1 |
SX-dagger |
| RXX(θ) |
2 |
XX rotasyonu (2-qubit) |
| RZZ(θ) |
2 |
ZZ rotasyonu (2-qubit) |
| RCCX |
3 |
Goreli-fazli CCX |
| RC3X |
4 |
Goreli-fazli C3X |
| ECR |
2 |
Ekolu capraz-rezonans (IBM Heron yerli) |
| iSWAP |
2 |
Imajiner SWAP (Google Sycamore yerli) |
| CSWAP |
3 |
Kontrollu-SWAP (Fredkin) |
| CH |
2 |
Kontrollu-Hadamard |
| CP(θ) |
2 |
Kontrollu-Faz |
| MS(θ) |
2 |
Mølmer-Sørensen (IonQ tuzsuzlu-iyon yerli) |
Ozel Kapilar
from quanta import custom_gate
import numpy as np
custom_gate("SqrtX", np.array([[0.5+0.5j, 0.5-0.5j],
[0.5-0.5j, 0.5+0.5j]]))
Broadcast Destegi
H(q) # Tum qubitlere H uygula
H(q[0]) # Sadece q[0]'a uygula
CX(q[0], q[1]) # Iki-qubit kapisi
Derleyici Optimizasyonlari
| Gecis |
Ne Yapar |
Ornek |
| CancelInverses |
Ters kapilari iptal eder |
H·H → (bos), X·X → (bos) |
| MergeRotations |
Rotasyonlari birlestirir |
RZ(π/4)·RZ(π/4) → RZ(π/2) |
| TranslateToTarget |
Hedef donanim kapi setine cevirir |
SWAP → 3×CX |
Qubit Yonlendirme
Topoloji bazli SWAP ekleme:
| Topoloji |
Kullanim |
| Linear |
Iyon tuzagi, superconducting zincirler |
| Ring |
Dairesel baglanti |
| Grid |
2D superconducting (IBM, Google) |
Desteklenen Donanim Kapi Setleri
| Donanim |
Kapi Seti |
| IBM Heron |
{CX, RZ, SX, X} |
| Google Sycamore |
{CZ, RZ, RX, RY} |
| Quantinuum H-Series |
{CX, RZ, RY, RX} |
Simulatorler
| Simulator |
Maks Qubit |
Ozellikler |
| Statevector |
27 |
Tensor contraction, O(2^n) |
| Pauli Frame |
50 |
Stabilizer tablosu (Aaronson-Gottesman), O(n) |
| Density Matrix |
13 |
Karisik durumlar, Kraus kanallari |
| Accelerated |
27 |
JAX-GPU / CuPy otomatik algilama |
Gurultu Entegrasyonu
Gurultu, calistirma hattinin birinci sinif vatandasidir:
from quanta import run
from quanta.simulator.noise import NoiseModel, Depolarizing
result = run(bell, shots=1024, noise=NoiseModel().add(Depolarizing(0.01)))
Gurultu Modelleri
| Kanal |
Aciklama |
Parametre |
Donanim Ref |
| Depolarizing |
Rastgele Pauli hatasi |
p ∈ [0,1] |
— |
| BitFlip |
|
0⟩↔ |
1⟩ cevirme |
| PhaseFlip |
Faz hatasi (Z) |
p ∈ [0,1] |
— |
| AmplitudeDamping |
Enerji kaybi (T1) |
γ ∈ [0,1] |
IBM: 100-300μs |
| T2Relaxation |
Saf defazlama (T2) |
γ ∈ [0,1] |
IBM: 100-200μs |
| Crosstalk |
Komsu qubit ZZ etkilesimi |
p ∈ [0,1] |
~%0.1-1 / kapi |
| ReadoutError |
Olcum bit-cevirme |
p01, p10 |
IBM: %0.5-2 |
2026 Çift-Kanal Hata Toleransı Motoru (Dual-Track FTQC)
Quanta SDK, 2026 yılı hata toleranslı kuantum hesaplama (FTQC) hedeflerine yönelik olarak çift-kanallı (Dual-Track) bir QEC mimarisi sunar:
Track A: 2D Topolojik Yüzey Kodları & Edmonds Blossom MWPM
- Döndürülmüş Yüzey Kodları (\([[d^2, 1, d]]\)): \(d \in \{3, 5, 7\}\) mesafelerinde stabilizer sendrom çıkarımı.
- Edmonds Blossom MWPM Dekoderi: Açgözlü (greedy) eşleme sezgisellerinin aksine, kuramsal eşik (\(p_{\text{th}} \approx 1\%\)) sağlayan tam graf ağırlıklı mükemmel eşleme.
- Google Willow Uyumlu 3D Uzay-Zaman Döngüleri: Ölçüm ve kapı hatalarını zaman ekseninde tespit eden 3D sendrom grafı.
- Color Codes (\([[n, 1, d]]\)): Transversal Clifford kapı seti ve restriction dekoderi.
- Standart Kodlar: Steane \([[7,1,3]]\), 3-qubit Bit-Flip ve Phase-Flip kodları.
Track B: Yüksek Dereceli qLDPC Kodları & Yerel BP-OSD
- Kanonik Gross \([[144, 12, 12]]\) Bivariate Bicycle Kodu: 2D yüzey kodlarına kıyasla aynı mantıksal koruma için \(12\times\) daha az fiziksel qubit.
- Yerel Normalized Min-Sum BP-OSD-0 Dekoderi: İnanç yayılımı (Belief Propagation) ve sıralı istatistik kod çözme (OSD-0) kombinasyonu ile milisaniyelik (\(1.54\text{ ms}\)) yüksek hızlı sendrom çözümü.
- Non-Clifford Evrensellik:
- 15-to-1 Bravyi-Kitaev Sihirli Durum Damıtma: Gürültülü \(|T\rangle\) durumlarından saflaştırılmış mantıksal \(|T\rangle_L\) üretimi (\(\epsilon_{\text{out}} \le 35 p^3\)).
- Örgü Cerrahisi (Lattice Surgery): Mantıksal qubitler arası etkileşim ve CNOT birleştirme/ayırma protokolleri.
| Kod / Mimari |
Notasyon |
Qubit Tasarrufu |
Dekoder |
| Gross Bivariate Bicycle |
\([[144, 12, 12]]\) |
12× tasarruf (12 mantıksal qubit) |
Normalized Min-Sum BP-OSD-0 |
| Rotated Surface Code |
\([[d^2, 1, d]]\) |
Referans 2D |
Edmonds Blossom MWPM |
| Color Code |
\([[n, 1, d]]\) |
Transversal Clifford |
Restriction Decoder |
| Steane Code |
\([[7, 1, 3]]\) |
Analitik benchmark |
Lookup / Syndrome |
| 15-to-1 BK Distillation |
$ |
T\rangle$ Factory |
\(\epsilon_{\text{out}} \le 35 p^3\) |
Algoritmalar (Katman 3)
| Algoritma |
Fonksiyon |
Aciklama |
| Grover |
search() |
Yapisiz aramada karesel hizlanma |
| QAOA |
optimize() |
Kombinatorik optimizasyon |
| VQE |
vqe() |
Molekuler enerji icin variasyonel ozvektor |
| Shor |
factor() |
Periyot bulma ile tam sayi carpanlara ayirma |
| QSVM |
qsvm_classify() |
Kuantum cekirdek SVM siniflandirma |
| Portfoy |
portfolio_optimize() |
Finansal portfoy optimizasyonu |
| Hamiltonian |
evolve() |
Trotter zaman evrimi |
| Tekillestime |
resolve() |
QAOA tabanli musteri tekillestime |
| Coklu-Ajan |
MultiAgentSystem |
Kuantum karar modelleme |
| Monte Carlo |
monte_carlo_price() |
Opsiyon fiyatlama icin genlik kestirimi |
| Kumeleme |
cluster_data() |
Swap-test kuantum uzaklik + k-means |
| QML Siniflandirici |
QuantumClassifier |
Variasyonel kuantum siniflandirma |
QASM Destegi
| Yon |
Versiyon |
Aciklama |
| Cikti |
QASM 3.0 |
Devre → OpenQASM dizesi |
| Girdi |
QASM 2.0/3.0 |
OpenQASM dizesi → DAG |
Benchmark Altyapisi
| Arac |
Aciklama |
| QASMBench |
10 standart + 3 buyuk (20-24 qubit) devre |
| Benchpress Adapter |
SDK arasi karsilastirma API'si |
| Turnusol Testi |
8 testlik kalite testi |
Parametre Taramasi
from quanta import sweep
results = sweep(my_circuit, params={"theta": [0, 0.5, 1.0, 1.5]})
for r in results:
print(r.summary())
Gorsellestirme
- Olasilik histogrami:
print(result)
- Dirac notasyonu:
result.dirac_notation()
- Durum vektoru gosterimi:
show_statevector(sv, n)
MCP Server (AI Entegrasyonu — 23 Araç)
Quanta SDK, yerel ve uzak 23 MCP (Model Context Protocol) aracı içerir. Gemini, Claude ve GPT ajanları tam yetkiyle kuantum devresi tasarlayabilir, gürültü profili çıkarabilir, donanım maliyeti hesaplayabilir ve kuantum algoritmalarını çalıştırabilir.
| Araç Grubu |
Yetenekler |
| Temel Devre |
run_circuit, create_bell_state, list_gates, inspect_circuit |
| Algoritmalar |
grover_search, shor_factor, vqe_ground_state, quantum_clustering |
| Gürültü & Hata |
simulate_noise (7 kanal), estimate_fault_tolerant_cost (Google Willow / IBM Starling) |
| Optimizasyon & Çözüm |
qubo_solve, portfolio_optimization, entity_resolution_match |
PyTorch & Biyomorfik Kuantum Motoru (v1.2.0-production — quanta.torch)
1. Differentiable QuantumLayer
- PyTorch
nn.Module tam uyumluluğu.
- Analitik Parameter-Shift Kuralı ile kesin VJP ve autograd gradyanları.
- Donanım verimli ansatz şablonları:
hardware_efficient, strong_entangling, reuploading, real_amplitudes.
- CPU, CUDA ve Apple Silicon MPS (Metal) desteği.
2. Sürekli Kuantum Rezonansı (ContinuousResonator)
- Hamiltonyen evrimi: \(U(t) = e^{-i H(x, \theta) t}\).
- Daleckii-Krein Fréchet matris üssü gradyanları: Padé sapmalarını (\(>1.3\times 10^{-6}\)) sıfırlayan, \(9.99\times 10^{-16}\) makine hassasiyetinde analitik türev.
- Dinamik Lie Cebiri & Barren Plateau Teşhisi: \(\mathfrak{g} = \langle i H_k \rangle_{\text{Lie}}\) boyutu üzerinden ansatz ekspresifliği ve gradyan sönümleme risklerinin önceden tespiti.
- Ehrenfest teorem zaman türevleri ve Lindblad faz difüzyon süperoperatörleri.
3. Biyomorfik Kuantum Rezonans Beyni (BiomorphicResonantBrain)
- Çift Hemisfer Mimarisi: Sol hemisfer (analitik/mantıksal) ve sağ hemisfer (sezgisel/örrüntü) rezonansı.
- 4 Nöromodülatör Dinamiği:
- Dopamin (\(DA\)): Kazanç ve motivasyon modülasyonu.
- Asetilkolin (\(ACh\)): Dikkat ve plastisite faktörü.
- Serotonin (\(5\text{-}HT\)): Sabır ve risk toleransı.
- Noradrenalin (\(NE\)): Uyarılma ve acil durum tepkisi.
- Serebral Oksijenasyon (\(sO_2\)): Metabolik ve enerji kısıt optimizasyonu.
- REM Uykusu Konsolidasyonu: Felaket unutmasını (catastrophic forgetting) önleyen kuantum bellek pekiştirmesi.
- NoisyHippocampalBuffer: Lindblad difüzyonlu ve SWR (Sharp-Wave Ripple) bellek replay tamponu.
- DialecticalSynthesizer: Kuantum durumlarında Tez-Antitez çatışmasını sentezleyen diyalektik motor.
- CSFBiophysicalShield: Çevresel gürültüye karşı koruyucu biyofiziksel kuantum faz zırhı.
- Sıfır-Kopya (Zero-Copy) Birleşik Bellek: M-serisi çiplerde CPU-GPU bellek kopyalama yükünü ortadan kaldıran Metal/MLX motoru ile 52.09× tepe hızlanma.
- SIMD Vektörize Clifford Motoru: Aaronson-Gottesman ikili tablosu ile >3.13 milyon kapı/saniye stabilizatör yürütme performansı.
- MPS (Matrix Product States): 250-qubit GHZ durumunu yalnızca 3.42 milisaniyede hazırlayan düşük dolaşıklıklı tensör ağı simülatörü.
- Büyük Ölçekli Durum Vektörü: M-serisi birleşik bellekte 27+ qubitlik durum vektörü tensör kasılmaları.
Çoklu Bulut Kuantum Donanımı
- IonQ Cloud: REST API v0.3 protokolü, 29-qubit donanım emülasyonu ve telemetrisi.
- IBM Quantum: 156 qubit Heron r3 işlemciler (
ibm_torino, ibm_fez), ISA transpilasyonu ve IAM token entegrasyonu.
- Google Cirq: Sycamore yerli kapı seti simülasyonu ve Google Colab GPU uyumluluğu.
Doğrulanabilirlik & Test Kapsamı
- 2.076 Adet Otomatize Test: Regresyonsuz, sıfır mock, falsifiable test altyapısı.
- Üniterlik Garantisi: Makine hassasiyetinde \(\|U^\dagger U - I\| < 10^{-14}\).
- CPTP İz Korunumu: \(|\text{Tr}(\rho) - 1.0| < 10^{-12}\).
Dağıtım
| Hedef |
Yöntem |
Kullanım |
| Yerel |
pip install quanta-sdk |
Geliştirme, araştırma |
| PyTorch / AI |
pip install "quanta-sdk[torch]" |
Derin öğrenme, hibrit QNN |
| Apple Metal |
pip install "quanta-sdk[metal]" |
Apple Silicon GPU hızlandırma |
| Claude / Gemini / GPT |
MCP Sunucu Entegrasyonu (fastmcp) |
23 araçlı otonom AI ajanları |
| Cloud Run / Docker |
Dockerfile.mcp + SSE |
Sürekli aktif uzak kuantum servisi |