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。
一、国内外量子计算云平台发展现状
(一)概述
量子计算云平台旨在将量子计算技术与传统云计算服务相结合，提供以量子计算为核心的服务。用户能够将编译好的量子程序发送至远程量子服务器，在云端完成量子编译、计算等流程，并将计算结果传回本地。
作为连接量子计算机与用户端的桥梁，量子计算云平台不仅为用户提供远程访问量子真机或量子模拟器的便捷服务，还提高了量子计算硬件平台的利用率，有效解决了量子计算硬件成本高昂、难以量产的问题，使更多用户有机会体验、学习和探索量子计算。
目前，量子计算云平台处于初级发展阶段，国内外科技巨头纷纷布局量子云平台服务。根据服务模式的不同，现阶段提供量子云服务的供应商大致可分为两类：一类供应商能够提供软硬件全栈式服务，通过在云平台后端接入自研的量子计算机或模拟器完成计算服务。代表企业包括IBM、Google、Rigetti和本源等。另一类供应商无自研量子硬件平台，专注于量子云服务，通过搭建量子云平台并接入第三方的量子硬件平台(如超导、离子阱量、中性原子等)为用户提供计算服务。代表企业包括Amazon等。
现阶段的量子计算云平台正处于架构探索和不断迭代的早期阶段，其发展具备以下两个特点：多元开放：量子计算云平台的后端接入呈现量子模拟器与多类量子计算硬件平台并存发展的态势。量子计算模拟器的研发使用可以有效应对当前量子硬件不成熟、不完备的局面，促进量子计算的快速发展。
协同合作：专注于打造云平台服务的供应商(如Amazon等)的出现，推动了协同合作的商业模式在量子计算领域的应用，为用户选择不同的量子硬件服务提供了便利，有助于量子计算云平台生态系统的建设和发展。
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