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量子计算云平台接口研究报告

（2024）

编制说明

量子计算是一种基于量子力学原理的新型计算模式，具备远超经

典计算的强大并行计算能力，被视为先进计算领域突破传统限制的

重要候选方案之一。

量子计算与云服务的结合，利用经典信息网络提供量子计算硬

件或算力模拟，已成为量子算力输出的主要途径。当前国内外量子

计算云平台的服务能力存在较大差异，提供的功能接口也各不相同。

传统云服务商逐渐开始提供Q-PaaS服务，即在同一平台上提供多个

供应商的量子硬件访问能力，这对云平台软硬件间的互通性和互操

作性提出了新的要求。量子计算当前主要作为经典计算的加速器，

也对量子计算云平台的功能架构和接口设计提出了新的要求。

本报告旨在研究量子计算云平台对外提供的API接口，基于国

内外量子计算云平台的发展现状，探讨并提出通用接口模型，以加

速国内量子计算云平台的发展。

前言

量子计算通过利用量子态的纠缠和叠加等特性，提供一种全新

的计算范式，有望在特定困难问题求解过程中实现指数级加速，是

后摩尔时代先进计算有力候选方案之一。然而，量子计算机的运行

依赖于低温、高真空和电磁屏蔽等苛刻条件，这使得其操作复杂性

和运维成本高大大增加，无法满足个人用户本地部署的要求。因而

云平台成为了量子计算科普教育、算法开发以及应用创新的“试验

床”。用户依托经典的信息网络基础设施，访问云端的量子计算处理

器。用户编写的量子线路或程序通过网络提交给云端的经典服务器

进行编译和下发，在真实的量子处理器硬件或量子线路模拟器上运

行，最终将运行结果反馈给用户，实现运算的闭环操作。目前，国

内外许多研究机构和企业已陆续发布了自己的量子计算云平台，推

动量子计算产业落地和生态建设已成为业界共识。

本报告通过对国内外典型量子计算云平台的深入调研与分析，并

结合当前全球量子计算云平台的发展现状及其未来的应用推广需求，

提出了一种可供参考的、面向用户公开API功能接口的通用模型。

这一模型旨在促进量子计算云平台的需求推广以及相关标准的研究

工作。

目录

一、国内外量子计算云平台发展现状1

（一）概述1

（二）国内量子计算云平台概要4

（三）国外量子计算云平台概要9

（四）总结12

二、业界量子计算云平台接口研究13

（一）IBMQuantum量子计算云平台13

（二）亚马逊AWSBraket量子计算云平台14

（三）微软AzureQuantum量子计算云平台15

（四）移动云量子计算云平台16

（五）夸父量子计算云平台17

（六）HiQ量子计算云平台17

（七）天衍量子计算云平台18

（八）国盾量子计算云平台19

（九）本源量子计算云平台20

（十）弧光量子云平台21

（十一）总结22

三、量子计算云平台接口模型研究23

（一）量子计算云平台接口功能模型23

（二）量子云平台接口的分级28

四、总结展望30

图目录

图1：量子计算云平台通用接口模型24

表目录

表1国外部分代表性量子计算云平台概况2

表2国内部分代表性量子计算云平台概况2

表3IBMQuantum量子计算云平台接口功能13

表4AWSBraketQuantum量子计算云平台接口功能14

表5AzureQuantum量子计算云平台接口功能15

表6移动量子计算云平台接口功能16

表7夸父量子计算云平台接口功能17

表8HiQ量子计算云平台接口功能18

表9天衍量子计算云平台接口功能19

表10国盾量子计算云平台接口功能19

表11本源量子计算云平台接口功能20

表12弧光量子计算云平台接口功能21

表13国外部分代表