Linux QPanda 环境配置

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下载QPanda-2

您可以通过以下途径获取QPanda2：

GitHub

1. 如果您已经在系统中安装了git， 您可以通过git来获取QPanda2：

• 选择一个保存QPanda2的文件夹，然后在文件夹内单击 鼠标右键 -Git Bash Here

• 在弹出的窗口中输入以下命令，再按下 Enter 键，然后静待下载完成即可：

git clone https://github.com/OriginQ/QPanda-2.git

2.当然了，对于一些未安装git的小伙伴来说，也可以直接通过浏览器去下载QPanda-2， 具体的操作步骤如下：

• 在浏览器中输入： https://github.com/OriginQ/QPanda-2 ， 进入网页会看到：

• 点击 Code 看到如下界面：

• 然后点击 Download ZIP， 就会完成QPanda2的下载。

Gitee

1. 同 GitHub ，如果在您的系统上已经安装了git，您只需要将输入变成以下命令即可：

git clone https://gitee.com/OriginQ/QPanda-2.git

1. 直接通过浏览器下载QPanda-2， 具体的操作步骤与 GitHub 类似。

在浏览器中输入 https://gitee.com/OriginQ/QPanda-2?_from=gitee_search ，打开后，依次单击 克隆/下载 - 下载ZIP 即可开始下载QPanda2。

编译和安装

在编译QPanda2之前，可以先了解一下QPanda2的可配置项：

1. FIND_CUDA : 查询系统中是否有cuda库，如果有就会将其编译进去， 在做量子计算时可以选择GPU作为计算后端
2. USE_CHEMIQ : 化学模拟库
3. USE_PYQPANDA : 编译出供python使用的pyqpanda库

默认情况下，上述的配置项都是关闭的，如果有需要，可以在编译时选择打开

注解

如需使用本源量子云服务，请在安装QPanda之前下载安装 curl库 。

Windows

在Windows平台下，QPanda-2支持使用Visual Studio和MinGW编译、安装。

Visual Studio

编译

这里以Visual Studio 2017为例，使用Visual Studio 2017 编译QPanda-2,只需要安装Visual Studio 2017， 并需要在组件中安装CMake组件。安装完成之后，用Visual Studio 2017打开QPanda-2文件夹。

首先，要选择x64-Release的模式下编译，按下面的提示选择：

然后, 选择更改cmake设置，查看有没有需要修改的配置项，如下:

进入cmake设置后可以看到，在默认情况下，FIND_CUDA、USE_CHEMIQ、USE_PYQPANDA 都是关闭的，如果有需要可以将对应的选项中的 OFF 修改为 ON

然后，点击 CMAKE选项中的 全部生成

可以看到:

等待一会，就会完成编译。

安装

在QPanda-2编译完成后，用户可以安装QPanda-2，Visual Studio 2017的安装方式很简单，只需要在cmake菜单中选择安装即可。

MinGW

编译

使用MinGW编译QPanda-2，需要自行搭建CMake和MinGW环境，用户可自行在网上查询环境搭建教程。（注意： MinGW需要安装64位版本）

CMake+MinGW的编译命令如下：

1. 在QPanda-2根目录下创建build文件夹
2. 进入build文件夹，可以按住 Shift + 鼠标右键 ，然后选择 在此处打开命令窗口(w) 或 在此处打开PowerShell窗口(s) 快捷打开cmd或PowerShell。

1. 输入下面的命令：

cmake -G"MinGW Makefiles" -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=C:/QPanda2 -DFIND_CUDA=OFF -DUSE_CHEMIQ=OFF -DUSE_PYQPANDA=OFF ..
mingw32-make

也可以根据需要，将一些可配置项设置为 ON。

警告

MinGW在支持cuda有还存在一些问题，因此使用MinGW不能将 DFIND_CUDA 设置为 ON 。

安装

在QPanda-2编译完成后，用户可以安装QPanda-2，安装命令如下：

mingw32-make install

Linux 和 MacOS

环境要求

• gcc/clang/（其它C++编译器）：支持C++14标准以及OpenMP
• CMake 3.0 以上
• pkg-config工具(Linux,必须。Ubuntu下使用 sudo apt-get install pkg-config 安装,CentOS下需要下载源码编译)
• UUID库（Linux，必须。Ubuntu下使用 sudo apt-get install uuid-dev 安装，CentOS下使用yum install libuuid-devel安装）
• Python 3.5 以上 (pyQPanda，可选)
• CURL (量子云连接功能，可选)
• MPI (在集群上运行量子虚拟机，可选)
• CUDA 9 以上 (在GPU上运行量子虚拟机，可选)

编译

1. 进入QPanda-2根目录
2. 输入以下命令：

mkdir -p build
cd build
cmake -DFIND_CUDA=OFF -DUSE_CHEMIQ=OFF -DUSE_PYQPANDA=OFF ..
make

如果有需求，用户通过命令修改QPanda-2的安装路径，配置方法如下所示：

mkdir -p build
cd build
cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local -DFIND_CUDA=OFF -DUSE_CHEMIQ=OFF -DUSE_PYQPANDA=OFF ..
make

也可以根据需求将可配置项设置为 ON

安装

在Linux和MacOS下安装命令QPanda-2，命令是一样的，安装命令如下：

sudo make install

注解

如果想使用pyqpanda也可以通过 pip install pyqpanda 命令直接下载我们发布的库，可以避免由于系统中的环境配置有问题导致pyqpanda编译出错的问题。

本文档中QPanda2安装目录：

• Windows下为：C:\QPanda2\
• Linux下为：/usr/local
• MacOS下为：/usr/local

使用

我们接下来通过一个示例介绍QPanda-2的使用，下面的例子可以在量子计算机中构建量子纠缠态(|00>+|11>)，对其进行测量，重复制备1000次。 预期的结果是约有50%的概率使测量结果分别在00或11上。

#include "QPanda.h"
USING_QPANDA

int main()
{
    // 初始化量子虚拟机
    init(QMachineType::CPU);

    // 申请量子比特以及经典寄存器
    auto q = qAllocMany(2);
    auto c = cAllocMany(2);

    // 构建量子程序
    QProg prog;
    prog << H(q[0])
        << CNOT(q[0],q[1])
        << MeasureAll(q, c);

    // 量子程序运行1000次，并返回测量结果
    auto results = runWithConfiguration(prog, c, 1000);

    // 打印量子态在量子程序多次运行结果中出现的次数
    for (auto &val: results)
    {
        std::cout << val.first << ", " << val.second << std::endl;
    }

    // 释放量子虚拟机
    finalize();

    return 0;
}

计算结果如下所示：

00 : 493
11 : 507

示例程序的编译方式与编译QPanda库的方式基本类似。我们在QPanda-2的github库中添加了 Template 文件夹，用于展示各个平台的使用案例。

下面将简单介绍一下QPanda2在Windows、linux、MacOS下的使用教程：

Windows

Visual Studio

visual studio 2017 下链接QPanda库需要配置QPanda的头文件地址和QPanda库的地址，下面以GateTypeValidator项目为例：

1. 选择中GateTypeValidator项目,右键选中属性。

1. 在设置visual studio 2017项目属性时，一定要注意配置管理器中的Release和Debug、及x64要与项目所选的相同（QPanda2不支持x86平台）。

1. 设置附加包含目录，选中C/C++ -> 所有选项 -> 附加包含目录，设置两个路径：\({QPanda的安装路径}/include/qpanda2;\){QPanda的安装路径}/include/qpanda2/ThirdParty

如果使用的QPanda2库是包含GPU计算部分的时候还需要添加cuda头文件的安装路径，设置的路径为：\({QPanda的安装路径}/include/qpanda2;\){QPanda的安装路径}/include/qpanda2/ThirdParty;${CUDA库的路径}/include

1. 设置运行库, 选中C/C++ -> 所有选项 -> 运行库，设置为MT

1. 设置库目录 ,选中链接器 -> 常规 -> 附加库目录，只需要设置lib路径卫：${QPanda的安装路径}/lib

如果使用的QPanda2库是包含GPU计算部分的时候还需要添加cuda库的安装路径，设置的路径为：\({QPanda的安装路径}/lib;\){CUDA库的路径}/lib/x64

1. 设置附加依赖项,选中链接器 -> 输入 -> 附加依赖项，设置以下依赖库：antlr4.lib;Components.lib;QAlg.lib;QPanda2.lib

包含GPU计算方式还需要添加下面两个库： GPUQGates.lib;cudart.lib

1. 设置符合模式，选中C/C++- > 语言 -> 符合模式，设置为否

注解

按照上述操作完成后，如若报错：LNK2001，可尝试以下操作：

选中C/C++- > 所有选项 -> 预处理器定义，删除 _DEBUG; ：

MinGW

1. 可以使用如下命令编译：

g++ test.cpp -std=c++14 -fopenmp -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ThirdParty/ -L{QPanda安装路径}/lib/ -lQPanda2 -lantlr4 -o test

示例运行结果如下：

1. 也可以使用MinGW+CMake使用如下命令编译：

cd test
mkdir -p build
cd build
cmake -G"MinGW Makefiles" -DQPANDA_INSTALL_DIR=C:/QPanda2/ ..
mingw32-make

CMakelists配置为:

#指定 cmake 的最小版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
#设置项目名称
project(testQPanda)
# 定义自己的 cmake 模块所在的路径
set(CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_MODULE_PATH} "${QPANDA_INSTALL_DIR}/lib/cmake")
#指定C++版本
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

#设置 C++ 编译选项
add_definitions("-w -DGTEST_USE_OWN_TR1_TUPLE=1")
set(CMAKE_BUILD_TYPE "Release")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "$ENV{CXXFLAGS} -O0 -g -ggdb")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "$ENV{CXXFLAGS} -O3")
add_compile_options(-fpermissive)

#重新定义目标链接库文件的存放位置
set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/lib)
#重新定义目标二进制可执行文件的存放位置
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)
#引入外部依赖包
find_package(QPANDA REQUIRED)
include_directories(${QPANDA_INCLUDE_DIR})
# 生成可执行文件
add_executable(${PROJECT_NAME} test.cpp)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${QPANDA_LIBRARIES})

CMake

可以使用CMake的方式调用QPanda2库编译生成可执行文件。由于VS的版本比较多，不同的版本使用CMake会有一些差距，这里就以Virsual Studio 2017为例

1. 首先打开VS，选中 文件->打开->CMake

1. 然后选择QPanda-example文件夹中的示例下的CMakeLists.txt点击，就会打开一个示例

1. 再选择CMakeSetting.json文件，修改-DQPANDA_INSTALL_DIR={QPanda2安装目录}

1. 修改后，ctrl+s，选择CMAKE->全部生成

1. 点击图中的下拉小箭头，选择可执行程序

上面介绍了使用cmake打开我们构建好的工程，有兴趣的也可以深入的学习使用cmake构建项目。

vs下的CMakelists配置:

cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
project(testQPanda)
set(CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_MODULE_PATH} "${QPANDA_INSTALL_DIR}/lib/cmake")

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
if (MSVC)
    list(APPEND EXTRA_LDFLAGS
        -D_SILENCE_TR1_NAMESPACE_DEPRECATION_WARNING
        -D_CRT_SECURE_NO_WARNINGS
        /bigobj)

    if (NOT USE_MSVC_RUNTIME_LIBRARY_DLL)
        foreach (flag
            CMAKE_C_FLAGS
            CMAKE_C_FLAGS_DEBUG
            CMAKE_C_FLAGS_RELEASE
            CMAKE_C_FLAGS_MINSIZEREL
            CMAKE_C_FLAGS_RELWITHDEBINFO
            CMAKE_CXX_FLAGS
            CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG
            CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE
            CMAKE_CXX_FLAGS_MINSIZEREL
            CMAKE_CXX_FLAGS_RELWITHDEBINFO)

            if (${flag} MATCHES "/MDd")
                string(REGEX REPLACE "/MDd" "/MT" ${flag} "${${flag}}")
            endif()

            if (${flag} MATCHES "/MD")
                string(REGEX REPLACE "/MD" "/MT" ${flag} "${${flag}}")
            endif()

            if (${flag} MATCHES "/W3")
                string(REGEX REPLACE "/W3" "/W0" ${flag} "${${flag}}")
            endif()
        endforeach()
    endif()
endif()

set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/lib)
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)

find_package(QPANDA REQUIRED)
include_directories(${QPANDA_INCLUDE_DIR})

add_executable(${PROJECT_NAME} GateTypeValidator.cpp)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${QPANDA_LIBRARIES})

Linux

gcc

在Linux环境下，用户也可以使用g++编译test.cpp，编译命令如下所示：

g++ test.cpp -std=c++14 -fopenmp -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ThirdParty/ -L{QPanda安装路径}/lib/ -lComponents -lQAlg  -lQPanda2 -lantlr4 -o test

如果宿主机上安装了libcurl，则编译命令如下所示：

g++ test.cpp -std=c++14 -fopenmp -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ThirdParty/ -L{QPanda安装路径}/lib/ -lComponents -lQAlg  -lQPanda2 -lantlr4 -lcurl -o test

如果安装的是可以含有CUDA的库，则编译命令如下：

g++ test.cpp -std=c++14 -fopenmp  -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ThirdParty/ -L{QPanda安装路径}/lib/ -lComponents -lQAlg  -lQPanda2 -lantlr4  -lGPUQGates -L{cuda安装目录}/lib/  -lcudart  -o test

注解

如遇以下错误：

可以使用如下方法解决（样例CUDA版本为11.2）：

sudo ldconfig /usr/local/cuda-11.2/lib64

CMake

在Linux环境下，用户也可以使用CMake编译test.cpp，编译命令如下所示(以QPanda-example文件夹中的GateTypeValidator示例)：

cd GateTypeValidator
mkdir -p build
cd build
cmake -DQPANDA_INSTALL_DIR=/usr/local/ ..   #本文档样例QPanda的路径是/usr/local/
make

运行编译后文件：

Linux下的CMakelists配置:

#指定 cmake 的最小版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
#设置项目名称
project(testQPanda)
# 定义自己的 cmake 模块所在的路径
set(CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_MODULE_PATH} "${QPANDA_INSTALL_DIR}/lib/cmake")
#指定C++版本
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

#设置 C++ 编译选项
add_definitions("-w -DGTEST_USE_OWN_TR1_TUPLE=1")
set(CMAKE_BUILD_TYPE "Release")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "$ENV{CXXFLAGS} -O0 -g -ggdb")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "$ENV{CXXFLAGS} -O3")
add_compile_options(-fpermissive)

#重新定义目标链接库文件的存放位置
set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/lib)
#重新定义目标二进制可执行文件的存放位置
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)
#引入外部依赖包
find_package(QPANDA REQUIRED)
include_directories(${QPANDA_INCLUDE_DIR})
# 生成可执行文件
add_executable(${PROJECT_NAME} test.cpp)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${QPANDA_LIBRARIES})

MacOS

Clang

在MacOS环境下，用户可以使用Clang编译test.cpp，编译命令如下所示：

clang++ test.cpp -std=c++14 -fopenmp -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ThirdParty/ -L{QPanda安装路径}/lib/ -lQPanda2 -lComponents -lantlr4 -o test

含有CUDA的编译指令

clang++ test.cpp -std=c++14 -fopenmp -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ -I{QPanda安装路径}/include/qpanda2/ThirdParty/ -L{QPanda安装路径}/lib/ -lQPanda2 -lComponents -lantlr4 -lGPUQGates -L{CUDA安装路径}/lib/  -lcudart -o test

CMake

在MacOS环境下，用户也可以使用CMake编译test.cpp，编译命令如下所示：

cd test
mkdir -p build
cd build
cmake -DQPANDA_INSTALL_DIR=/usr/local/ ..
make

本文档样例QPanda的路径是/usr/local/

运行编译后文件：

MacOS下的CMakelists配置:

#指定 cmake 的最小版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.1)
#设置项目名称
project(testQPanda)
# 定义自己的 cmake 模块所在的路径
set(CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_MODULE_PATH} "${QPANDA_INSTALL_DIR}/lib/cmake")
#指定C++版本
set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)

#设置 C++ 编译选项
add_definitions("-w -DGTEST_USE_OWN_TR1_TUPLE=1")
set(CMAKE_BUILD_TYPE "Release")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "$ENV{CXXFLAGS} -O0 -g -ggdb")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "$ENV{CXXFLAGS} -O3")
add_compile_options(-fpermissive)

#重新定义目标链接库文件的存放位置
set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/lib)
#重新定义目标二进制可执行文件的存放位置
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)
#引入外部依赖包
find_package(QPANDA REQUIRED)
include_directories(${QPANDA_INCLUDE_DIR})
# 生成可执行文件
add_executable(${PROJECT_NAME} test.cpp)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${QPANDA_LIBRARIES})

注解

Linux QPanda 环境配置

标签：auto   table   arch   文件的   png   options   介绍   pack   还需   

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