Quantum Simulator

Quantum Simulator MCP Server

提供量子电路模拟器的 Docker 镜像，该模拟器实现了 Model Context Protocol（MCP），可与 Claude for Desktop 等 MCP 客户端集成。

功能

• 带噪声模型的量子计算模拟器
• 支持 OpenQASM 2.0 量子电路
• 使用 Qiskit 进行量子电路模拟
• 支持多种噪声模型（退极化、热弛豫、读出错误）
• 提供多种结果类型，包括计数、状态矢量和可视化直方图
• 预配置的示例电路
• 与 MCP 客户端无缝集成

快速开始

获取 Docker 镜像

docker pull ychen94/quantum-simulator-mcp:latest

使用以下命令运行容器：

docker run -i --rm -v /tmp:/data/quantum_simulator_results -e HOST_OUTPUT_DIR="/tmp" ychen94/quantum-simulator-mcp:latest

此命令会：

• 将主机上的 /tmp 目录挂载到容器中，用于存储直方图输出文件
• 将 HOST_OUTPUT_DIR 环境变量设为 /tmp
• 使用 -i（交互模式）保持容器运行
• 在容器退出时使用 --rm 自动移除容器

与 Claude for Desktop 配合使用

1. 安装 Claude for Desktop

2. 编辑 Claude 配置文件：

   • macOS：~/Library/Application Support/Claude/claude_desktop_config.json
   • Windows：%APPDATA%\Claude\claude_desktop_config.json

3. 在 mcpServers 部分添加以下配置：

{
  "mcpServers": {
    "quantum-simulator": {
      "command": "docker",
      "args": [
        "run",
        "-i",
        "--rm",
        "-v", "/tmp:/data/quantum_simulator_results",
        "-e", "HOST_OUTPUT_DIR=/tmp",
        "ychen94/quantum-simulator-mcp:latest"
      ]
    }
  }
}

4. 重启 Claude for Desktop
5. 查看 Claude 界面中的锤子图标，以确认可用的 MCP 工具

MCP 工具

该服务提供以下 MCP 工具：

• run_circuit：使用指定的噪声模型运行量子电路
• list_noise_models：列出所有可用的噪声模型及其说明
• list_result_types：列出所有可用的结果类型及其说明
• get_circuit_stats：分析量子电路并返回统计信息
• create_test_histogram：创建测试直方图文件，以验证输出目录配置

MCP 资源

该服务提供以下量子电路示例：

• qasm://examples/bell-state.qasm：贝尔态制备电路
• qasm://examples/grover-2qubit.qasm：2 量子比特 Grover 算法实现
• qasm://examples/qft-4qubit.qasm：4 量子比特量子傅里叶变换
• quantum://noise-models/examples.json：噪声模型配置示例

在 Claude 中的使用示例

以下是一些可以在 Claude 中使用的提示词：

1. “运行贝尔态电路并向我展示结果”

2. “量子模拟器中有哪些可用的噪声模型？”

3. “使用 0.01 的退极化噪声模拟 2 量子比特 Grover 算法”

4. “创建测试直方图并告诉我文件路径”

5. “请提供一个简单的 QAOA 算法，只获取结果类型：histogram，并使用 iterm 查看直方图”

卷映射

容器会在 /data/quantum_simulator_results 中生成直方图 PNG 文件。这些文件需要能从主机系统访问。卷映射（-v /tmp:/data/quantum_simulator_results）会使这些文件出现在主机的 /tmp 目录中。

环境变量

• QUANTUM_OUTPUT_DIR：容器内存放直方图文件的输出目录（默认值：/data/quantum_simulator_results）
• HOST_OUTPUT_DIR：主机系统上的对应路径（默认值：/tmp）

多架构支持

此镜像支持以下架构：

• linux/amd64
• linux/arm64（已确认可在 Mac M 系列芯片上正常运行）

注意：此镜像尚未在 Windows 系统上测试，但只要 Docker Desktop 配置正确，应该就能正常运行。

故障排除

问题：Claude 无法访问直方图文件。
解决方案：确保卷映射正确，并且 HOST_OUTPUT_DIR 环境变量与卷映射中的主机路径一致。

问题：Docker 容器立即退出。
解决方案：确保使用 -i 标志保持标准输入处于打开状态，这是 MCP STDIO 传输所必需的。

许可证

本项目采用 MIT 许可证。更多详情请参阅本项目仓库中的 LICENSE 文件。