Qiskit MCP Server

快速 MCP 服务器

非官方模型上下文协议（MCP）服务器，使LLM能够使用Qiskit构建和执行量子电路。

特性

服务器提供 13个MCP工具 对于全面的量子电路操作：

核心工具（8）

1. create_quantum_circuit

用指定的量子比特和经典比特创建一个新的量子电路。

参数：

• num_qubits （int）：量子比特数
• num_classical_bits （int，可选）：经典比特数（默认为num_qubit）
• name （字符串，可选）：电路的自定义名称（如果未提供，则自动生成）

2. add_gates

向现有电路添加量子门。

参数：

• circuit_name （string）：要修改的回路名称
• gates （array）：闸门操作列表

支持的闸门：

• h：哈达玛门- {'type': 'h', 'qubits': [0]}
• x：保利-X门- {'type': 'x', 'qubits': [0]}
• y：保利和盖特- {'type': 'y', 'qubits': [0]}
• z：保利Z门- {'type': 'z', 'qubits': [0]}
• cx：CNOT门- {'type': 'cx', 'qubits': [0, 1]}
• measure：测量特定量子位- {'type': 'measure', 'qubits': [0], 'classical_bit': 0}
• measure_all：测量所有量子位- {'type': 'measure_all'}

3. run_circuit

在BasicSimulator上执行量子电路。

参数：

• circuit_name （string）：要运行的回路名称
• shots （int，可选）：测量镜头数（默认值：1000）

退货： 带有测量结果和计数的JSON

4. get_circuit_info

获取电路的详细信息。

参数：

• circuit_name （string）：电路名称

退货： 带有电路属性（量子位、深度、门计数等）的JSON

5. visualize_circuit

获取量子电路的文本可视化。

参数：

• circuit_name （string）：电路名称

退货： 电路的ASCII艺术表示

6. visualize_circuit_mermaid

生成量子电路的美人鱼流程图。

参数：

• circuit_name （string）：要可视化的电路名称

退货： 表示量子电路的Mermaid流程图语法

7. list_circuits

列出所有创建的回路及其基本信息。

退货： 包含所有电路名称及其属性的JSON

高级工具（6）

8. analyze_statevector

分析电路的量子态向量。

参数：

• circuit_name （string）：要分析的电路名称

退货： 具有概率、振幅和状态分析的JSON

9. compute_density_matrix

计算并分析包括纯度和纠缠度的密度矩阵。

参数：

• circuit_name （string）：要分析的电路名称

退货： 具有纯度、熵和纠缠信息的JSON

10. optimize_circuit

使用Qiskit转译器通道优化量子电路。

参数：

• circuit_name （string）：要优化的回路名称
• optimization_level （int）：优化级别0-3

退货： 带有优化结果和性能指标的JSON

11. add_advanced_gates

在基本的H、X、Y、Z、CX之外添加高级量子门。

参数：

• circuit_name （string）：要修改的回路名称
• gates （array）：高级闸门操作列表

支持的高级闸门：

• 旋转闸门： rx, ry, rz, rxx, ryy, rzz
• 通用门： u
• 克利福德·盖茨： s, sdg, t, tdg
• swap：SWAP门

12. create_variational_circuit

为量子机器学习创建一个变分量子电路。

参数：

• num_qubits （int）：量子位数量
• num_layers （int）：层数（默认值：1）
• entanglement （字符串）：纠缠模式（“全”、“线性”、“圆形”）
• name （字符串，可选）：电路的自定义名称

退货： 带有电路详细信息和参数计数的成功消息

13. implement_qft

实现量子傅里叶变换电路。

参数：

• num_qubits （int）：QFT的量子位数量
• inverse （bool）：是否实现逆QFT（默认值：false）
• name （字符串，可选）：电路的自定义名称

退货： 带有QFT电路详细信息的成功消息

示例和文件

📚 综合示例

我们提供了大量的示例和提示来帮助您入门：

• 示例文件夹 -完整的示例和提示集
• 示例README -详细的学习路径指南

📋 测试脚本

• 基本操作测试 -核心6工具的测试用例
• 高级操作测试 -高级6工具的测试用例
• 量子算法测试 -著名的量子算法

💬 即用型提示（130+示例）

• 基本电路操作 -初学者友好提示
• 高级电路操作 -状态分析与优化
• 量子算法 -算法实现
• 教育实例 -以学习为重点的提示

快速入门示例

创建贝尔州

Create a 2-qubit quantum circuit and make a Bell state by applying H to qubit 0 and CNOT from 0 to 1, then measure both qubits and run with 1000 shots.

高级状态分析

I have a Bell state circuit. Analyze its statevector to show the probabilities, then compute the density matrix to verify it's entangled with purity=1.0.

电路优化

Create a circuit with redundant gates (X followed by X), then optimize it at level 2 and show me the improvement metrics.

变分量子电路

Create a variational quantum circuit with 4 qubits, 2 layers, and full entanglement for quantum machine learning. Show me how many parameters it has.

运行服务器

独立

# Install dependencies
uv sync

# Start the MCP server
uv run python main.py

Claude桌面集成

将此配置添加到您的Claude Desktop配置文件中：

macOS: ~/Library/Application Support/Claude/claude_desktop_config.json 视窗: %APPDATA%/Claude/claude_desktop_config.json

{
  "mcpServers": {
    "qiskit-mcp-server": {
      "command": "uv",
      "args": [
        "--directory",
        "/path/to/qiskit-mcp-server",
        "run",
        "main.py"
      ]
    }
  }
}

替换 /path/to/qiskit-mcp-server 带有此项目目录的实际路径。

添加配置后，重新启动Claude Desktop。然后，您可以要求克劳德：

• “创建量子贝尔态电路”
• “为2个量子位构建Grover搜索算法”
• “分析我的电路的状态向量以显示纠缠”
• “优化我的电路并显示性能改进”
• “为量子机器学习创建变分电路”
• “实现3量子比特量子傅里叶变换”

测试和验证

运行测试脚本

# Test basic functionality
uv run python examples/test_scripts/test_basic_operations.py

# Test advanced features  
uv run python examples/test_scripts/test_advanced_operations.py

# Test quantum algorithms
uv run python examples/test_scripts/test_quantum_algorithms.py

直接测试（传统）

uv run python test_direct.py  # If available

依赖项

• 基斯基特 （≥2.1.1）：具有Quantum_info、电路库和转译器模块的量子计算框架
• fastmcp （≥2.10.6）：MCP服务器实现
• 数值Python：状态分析中的数值计算所需

支持量子计算概念

核心量子力学

• 叠加：使用阿达玛门创建量子叠加
• 纠缠：使用CNOT和高级门创建纠缠态
• 测量：将量子态压缩为经典比特
• 量子干涉：展示建设性/破坏性干扰

高级量子操作

• 参数化闸门：RX、RY、RZ以任意角度旋转
• 两个Qubit旋转RXX、RYY、RZZ用于直接纠缠创建
• 通用量子计算：任何量子算法的完整门集
• Clifford运营：用于量子纠错的S、T门

量子态分析

• 状态向量分析：具有概率的完整量子态信息
• 密度矩阵：混合状态分析、纯度和熵计算
• 纠缠检测：部分追踪熵用于验证量子相关性
• 状态断层扫描：全面的量子态表征

量子算法

• 搜索算法：Grover数据库搜索的二次加速
• 决策算法：德国-约旦指数优势
• 傅里叶分析：用于周期查找的量子傅里叶变换
• 变分算法：VQE、QAOA可获得近期量子优势
• 相位估计：从量子算子中提取特征值和相位

电路优化与分析

• 转发器集成：具有性能指标的多级优化（0-3）
• 电路深度分析：关键路径分析和并行化
• 门数优化：冗余消除和换向分析
• 资源量估算：算法的量子资源要求

量子机器学习

• 变分电路：具有不同纠缠模式的参数化ansätze
• 量子特征图：将经典数据编码为量子态
• 混合算法：经典量子优化循环

该服务器使LLM能够通过自然语言描述所需的量子操作来交互式构建量子电路，这些操作被转换为特定的门序列，分析量子特性，优化性能，并在量子模拟器上执行，并进行全面的结果分析。

项目结构

qiskit-mcp-server/
├── main.py                     # MCP server with 13 quantum tools
├── pyproject.toml             # Dependencies and project config
├── examples/                  # Comprehensive examples and documentation
│   ├── README.md             # Learning guide and examples overview  
│   ├── test_scripts/         # Test cases and demonstrations
│   │   ├── test_basic_operations.py      # Core tools testing
│   │   ├── test_advanced_operations.py   # Advanced features testing
│   │   └── test_quantum_algorithms.py    # Algorithm implementations
│   └── prompts/              # 130+ ready-to-use prompt examples
│       ├── basic_circuit_operations.md   # Beginner prompts
│       ├── advanced_circuit_operations.md # State analysis prompts
│       ├── quantum_algorithms.md         # Algorithm prompts
│       └── educational_examples.md       # Learning prompts
└── README.md                  # This file

获取帮助

• 例子：从 示例文件夹 获取全面指南
• Qiskit文档: https://qiskit.org/documentation/
• 量子计算学习IBM 短教科书
• 问题：通过GitHub issues报告错误和请求功能

贡献

欢迎投稿！扩展区域：

• 附加量子算法（Shor、HHL、量子模拟）
• 噪声建模和误差缓解工具
• 高级可视化功能
• 硬件后端集成
• 教育内容和示例

许可证

这个项目是开源的。有关详细信息，请参阅许可证文件。