量子计算设计自动化工具与软件:慕尼黑量子工具包内幕

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Design Automation Tools and Software for Quantum Computing: Inside the Munich Quantum Toolkit 

量子计算设计自动化工具与软件：慕尼黑量子工具包内幕

作者：Lukas Burgholzer、Robert Wille

发布日期：2026年5月3日

概述：本书以通俗易懂的方式介绍了量子计算，并向读者展示了一系列利用设计自动化功能优化量子电路和应用的软件设计工具。

作者描述了显式使用核心数据结构（例如决策图）或方法（例如专用推理引擎）的量子计算方法和软件，重点关注量子软件开发中的三个主要设计任务：量子电路的经典模拟、量子电路的编译和量子电路的验证。

本书讨论的所有工具和软件解决方案均以开源软件包的形式提供，构成了慕尼黑量子工具包的核心。

然而，最好的硬件只有在能够支持有意义应用的软件的加持下才能发挥作用——这是数十年来在设计和开发经典电路和系统方面积累的宝贵经验。

得益于电子设计自动化 (EDA) 的软件工具和方法，我们得以构建拥有数十亿个晶体管的极其复杂的系统，为现代世界提供动力。

这些自动化设计方法通过高效处理复杂性和优化性能，在电子系统融入我们日常生活方面发挥了至关重要的作用。慕尼黑量子工具包 (MQT) 是一套全面的量子计算软件工具集，它充分利用了设计自动化方面的专业知识。

其总体目标是为整个量子软件栈的设计任务提供强大的解决方案。这包括为最终用户实现其应用程序提供高级支持，以及为量子电路的经典仿真、编译和验证提供高效的方法。

作者简介

卢卡斯·布格霍尔泽 (Lukas Burgholzer) 现任慕尼黑工业大学罗伯特·威勒 (Robert Wille) 设计自动化教席的研究科学家，同时也是慕尼黑量子软件公司 (MQSC) 的首席技术官。他于 2023 年在奥地利林茨约翰·开普敦大学 (JKU Linz) 获得博士学位，曾就职于集成电路研究所和林茨理工学院 (LIT) 安全与正确系统实验室。他的研究方向是量子计算的设计自动化工具和软件。在这些领域，他已在国际会议和期刊上发表了 60 多篇论文。他是慕尼黑量子工具包 (MQT) 的首席开发者，也是慕尼黑量子软件栈 (MQSS) 项目的技术负责人之一，该项目是慕尼黑量子谷 (MQV) 计划的一部分。凭借其研究成果，他荣获了欧洲数字自动化协会 (EDAA) 杰出博士论文奖、海因茨·泽曼内克奖等多项奖项。

罗伯特·威勒是慕尼黑工业大学的正教授和杰出教授，慕尼黑量子软件公司（MQSC）首席执行官，以及哈根贝格软件能力中心科学主任。他分别于2006年和2009年获得德国不来梅大学计算机科学专业的硕士和博士学位。他的学术生涯涵盖了不来梅大学、德国人工智能研究中心（DFKI）、不来梅应用科学大学、波茨坦大学和德累斯顿工业大学。2015年至2022年，他曾在林茨约翰内斯·开普勒大学担任正教授，之后来到慕尼黑。

他的研究重点是传统和新兴技术的电路和系统设计。15 年来，他一直积极推动量子计算领域的发展，建立了基础软件和设计自动化概念。他的贡献赢得了众多荣誉，包括最佳论文奖、DAC 40 岁以下创新者奖、谷歌研究奖、ERC 整合基金等。他与领先的学术界和产业界伙伴合作，并在慕尼黑量子谷等项目中发挥着关键作用。他已发表 400 多篇论文，并担任多家重要期刊和会议的编委和理事会成员。此外，他还通过在企业任职，积极参与技术转化，将研究成果转化为实际应用。

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