VS2022使用cmake配置QPanda2量子计算框架库

Posted 2022-05-05 小哈里

文章目录

• • • 1 什么是cmake
    • • 1.1 cmake的起源
      • 1.2 从makefile说起
      • 1.3 使用CMakeLists.txt生成Makefile
    • 2 什么是QPanda2
    • 3 VS2022编译与安装过程
    • 4 VS2022配置运行程序过程
    • 5 一个运行程序的例子

1 什么是cmake

1.1 cmake的起源

• 定义：cmake是一个跨平台的安装（编译）工具，可以用简单的语句来描述所有平台的安装（编译）过程。他能够输出各种各样的makefile或者project文件，能测试编译器所支持的C++特性。
• 通俗的说：cmake就是一个在不同平台，使项目能够用同一种方式进行编译的标准化工具。

1.2 从makefile说起

Makefile 可以简单的认为是一个工程文件的编译规则，描述了整个工程的编译和链接等规则。其中包含了那些文件需要编译，那些文件不需要编译，那些文件需要先编译，那些文件需要后编译，那些文件需要重建等等。

比如说，你有foo.c, bar.c, main.c三个C文件，你要编译成一个app.executable，你会怎么做呢？你会执行这样的命令

gcc -Wall -c foo.c -o foo.o
gcc -Wall -c bar.c -o bar.o
gcc -Wall -c main.c -o main.o
gcc main.o foo.o bar.o -lpthread -o app.executable

但是按照程序员的惯例，凡是要一次次重新执行的命令，都应该写成脚本，变成“一个动作”。所以，简单来说，你会把上面这个命令序列写成一个build.sh，每次编译你只要执行这个脚本问题就解决了。

因此makefile是所有程序（尤其大型工程）都有的，不是cmake，也不限于C++，java等等

参考资料：
http://c.biancheng.net/view/7097.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/29910215
https://seisman.github.io/how-to-write-makefile/introduction.html
https://blog.csdn.net/Torres_10/article/details/80371425

1.3 使用CMakeLists.txt生成Makefile

Cmake是用来makefile的一个工具：读入所有源文件之后，自动生成makefile

main.cpp文件内容

//main.cpp
#include <iostream>
int main() 
    std::cout << "Hello, World!" << std::endl;
    return 0;

CmakeLists.txt 文件内容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.9)
project(HelloWorld)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)

add_executable(HelloWorld main.cpp)

所有的文件创建完成后，HelloWorld目录中应该存在 main.cpp 和 CMakeLists.txt 两个文件，
然后运行cmake .。
系统会自动生成：CMakeFiles, CMakeCache.txt, cmake_install.cmake 等文件

这是一个Clion的cmake项目，这是生成的cmakefile文件

参考资料：https://blog.csdn.net/xierhacker/article/details/79445339

2 什么是QPanda2

QPanda 2是什么

• 一种功能齐全，运行高效的量子软件开发工具包
• QPanda 2是由本源量子开发的开源量子计算框架，它可以用于构建、运行和优化量子算法。QPanda 2作为本源量子计算系列软件的基础库，为OriginIR、Qurator、量子计算服务提供核心部件。

本源量子云：https://qcloud.originqc.com.cn/documentCenter
下载链接：https://qpanda-tutorial.readthedocs.io/zh/latest/Tutorial.html
开源地址：https://github.com/OriginQ/QPanda-2

3 VS2022编译与安装过程

• 首先，打开项目文件夹，要选择x64-Release的模式下编译
  

• 然后, 选择更改cmake设置，查看有没有需要修改的配置项
  
  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 生成选项中的 全部生成和安装
  
  
  

4 VS2022配置运行程序过程

• 首先新建一个空的C++控制台应用程序

• 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
  

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

• 设置库目录 ,选中链接器 -> 常规 -> 附加库目录，只需要设置lib路径为：$QPanda的安装路径/lib
  

• 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
  

• 设置符合模式，选中C/C+± > 语言 -> 符合模式，设置为否
  

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

5 一个运行程序的例子

代码：
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

运行成功截图

更多例子可以在下面的链接下载：
https://github.com/OriginQ/QPanda-Example