FatQat 量子实验

September 24, 2026 · View on GitHub

接入日期：2026-09-11。此接入将 FatQat 的本地计算提供给 OpenQuantum Agent，并用 Skill 指导实验选择和解释。它可供量子学习通的教学任务使用；没有新增课程编辑器或独立实验面板。

版本与运行方式

上游：spaceqat/fatqat，Apache-2.0。
固定版本：0.1.0a1，Git SHA 39b75e30ae50ddb4a8c7b840847edce678aa814c。此版本已包含上游 #19 的经典寄存器顺序与保留修复。
Python 3.12，全部传递依赖由 uv.lock 固定。安装来源的 Git revision 在每次计算前核对，返回依赖锁、输入和物理模型摘要。
Skill 由现有文件系统 Skill Provider 发现。
fatqat_local 是 Agent Preset 中默认开启的本地 stdio MCP 连接；Harness MCP Client 负责注册 Tool。 Node MCP 边界校验输入，独立 Python worker 调用 FatQat，复用现有 runLocalJsonProcess 处理超时和取消。
运行前执行 node scripts/setup-paper-tools.mjs fatqat-workbench，在原目录准备锁定依赖；计算 Tool 不调用包管理器。绘图库缓存仍可能写入，因此两个 Tool 保留 workspace-write、非破坏性；数值实验不访问模型 API 或量子云。服务同时接受两个计算；worker 默认不设置时间或输出大小上限，支持按调用方配置预算及取消；连接层配置见本地计算与资源配置。

已暴露的计算合同

Tool	内容	限制
`simulate_fatqat_circuit`	通用线路、超导原生门与 CZ 图约束、原子阵列配对；精确概率、可选采样、态与 Z 期望值、PNG 图	量子位数、操作数、shots 和阵列站点数由用户指定
`simulate_fatqat_dynamics`	两个三能级 transmon 的单站点恒定驱动，或指定大小的二能级里德堡原子链的全局恒定驱动、失谐与 C6 作用；人口时间序列、最终态和 PNG 图	时长和采样点数由输入决定；固定全基态初态，无附加噪声

位序固定为 q0/site0 在最左侧、最高位。电路概率来自测量前的态；counts 是另一条终端测量的有限 shots 结果。噪声是每个幺正门后各操作数独立的通道，不作用于加载或配对。原子阵列初始已加载；Pair/Unpair 只改变门级资格，不代表真实移动轨迹。超导 profile 接受 X/SX/RZ/CZ 原生门，不自动编译或路由。

动力学结果含完整模型文档和单位：transmon 使用 ns、rad/ns；原子使用 µs、µm、rad/µs、rad/µs·µm⁶。 transmon 保留完整 9 维物理态；图上 level 2 是单站点泄漏人口。两类模型均为参考模型，不能当成当前设备校准。 transmon 驱动是各 site 旋转系中的共振 Rabi 包络，此接口无静态 exchange；泄漏仅计三能级截断的 level 2，采样峰值不保证是连续时间峰值。Rydberg 使用 H/ℏ=(Ω/2)ΣX−ΔΣn+Σ(C6/r⁶)nᵢnⱼ、n=|r⟩⟨r|。单原子的 C6 和间距不影响轨迹；多原子的作用强度由给定 C6 和几何决定。

输入示例见 experiments.md。用户可在 OpenQuantum 对话中请求“用 FatQat 比较 Bell 态精确概率与 1024 次采样”或 “用 FatQat 展示一个里德堡原子的 Rabi 振荡，标明单位”。设置中心可看到 FatQat 量子实验。更改连接开关或升级 Preset 后需要重启 Harness。此次同步修复了量子组件页对 DSH 新版 remote.credentials 接口的适配；桌面运行副本通过 npm run desktop 从源码更新，仅在应用内重启不会重新复制源码组件。

验证与证据

npm run capability:fatqat-workbench:test
npm run capability:fatqat-workbench:live
OPENQUANTUM_REAL_FATQAT=1 node --test tests/harness-fatqat.test.mjs
node --test tests/harness-native-quantum.test.mjs tests/project-settings.test.mjs

默认合同测试检查工具清单、schema、边界拒绝、凭据隔离、图像与结果结构、错误和取消。真实计算测试是显式入口，避免普通 CI 隐式下载科学依赖；覆盖 Bell 相干幅度、非对称位序、相位干涉、 seed 重复性、完全振幅阻尼、原生门和连通性失败、原子配对、解析 Rabi、无相互作用因子化以及 transmon 激发与泄漏。独立试用使用另行构造的 Hamiltonian 核对超导末态和 Rydberg 人口，并核对 transmon 的能级映射；发现并修正了单原子不应受相互作用预算限制的问题。结构归一化误差不代表动力学轨迹误差。

Harness 端到端验证使用临时 Home 和本地模型协议桩，经过真正的 Skill Registry、Agent Tool Calling、 MCP、FatQat 计算与持久事件记录，确认数据和 PNG 图进入 tool/result。它验证工程调用链，不证明真实外部模型会自主正确规划实验。

本地实测工件保留在 Git 忽略的 .openquantum/fatqat-evidence/：各案例 JSON、PNG 和 harness-session.json。该目录由显式测试生成，包含测试时间和完整来源；不是发布产品中的额外持久化系统。

当前为 L1 执行能力，所有结果均为 scientificValidation=not_evaluated。未新增 Scientific Validator、Acceptance Profile 或独立运行时。没有暴露任意 Python、用户路径、自定义物理文档、编译器、动态控制流、通用 qudit 门、上游私有三能级原子接口或 QPU 提交。上游完整教程和课程 UI 尚未自动导入。