QCIS简介¶
量子控制指令集(Quantum Control Instruction Set，QCIS) 是由中国科学技术大学量子计算机研发团队提出，是一套对超导量子计算机硬件系统进行控制的指令集，旨在将硬件控制用指令进行抽象标准化。
不同于量子计算机指令集QASM(Quantum Assembly Language）,两者的区别在前者面向的是原始的物理系统而后者是对量子门的抽象表达。
QCIS目前已经可以由量子编译器生成，利用国产的isQ和Quingo高级量子编程语言，可以将高级语言编写的算法优化并编译成QCIS代码， QCIS指令可以直接作为相关团队的量子编程语言输入给量子操控系统，直接驱动量子芯片。目前，中科院量子创新院的量子计算云平台和国盾量子计算云平台，支持QCIS作为原生语言，直接驱动其接入云端的量子计算机。
1、语言特性¶
QCIS指令集包括以下特性：
（1）基本定义¶
量子比特
量子比特直接使用物理比特的编号作为其指代，如Q0，Q1，...Q65等。暂时不支持数组等索引形式，但该索引工作可以有经典程序辅助生成。另需要注意的是QCIS指令属于直接指令，其不会对用户使用的比特做二次映射（mapping）操作。
量子门
QCIS只支持限定类型的量子计算门，其中包括单量子、双量子。其支持的门被分为原生门和复合门两类。
原生门为量子计算机直接支持，原则上是做过专项优化的门，可以被量子计算机直接支持，但量子计算机优化程度不同，原生门的具体门种类和数量都可能不同。
复合门为量子计算机间接支持，需要在送入量子计算机前，有量子计算机控制系统按照预设规则翻译为原生门后再被送入量子计算机执行。复合门相当于官方提供的一个预定义门，便于用户按照量子逻辑门的习惯直接调用。但因为存在翻译过程，所以对于对效率要求严格的线路，用户可以手动将复合门转为原生门并进行优化，得到最优的仅由原生门组成的线路，提交给量子计算机直接执行。现阶段官方支持的复合门数量不多，仅满足基础编程习惯需求，用户可以根据实际需求，向官方建议添加相应的复合门。
测量
使用关键字“M”后面跟着目标量子比特，在z基上分别测量每个量子比特，例如“M Q0 Q1”。
2、工具链支持¶
目前国产的isQ语言，Quingo语言支持直接编译输出QCIS语言，同时两种语言还提供QCIS语言的仿真器。
中科院量子创新院和国盾量子云平台的SDK，可以直接将QCIS语言提交到指定的量子计算机，并且SDK提供了基于QCIS语言的线路优化/化简，线路映射等工具。其SDK还提供与QASM语言的相互转换支持，便于用户快速体验基于QCIS的国产量子计算机。
同时，QCIS的开发团队和两个云平台团队都非常欢迎用户提交工具类支持开发请求，提交bug修复等。
3、总结¶
QCIS是一套对超导量子计算机硬件系统进行控制的指令集，旨在将硬件控制用指令进行抽象标准化。其优化了软件方面对量子计算实体机操控的技术性能，提升线路操作在物理机上的精度。
作为国内第一个面向超导量子物理系统的编译指令集，QCIS实现中国量子计算技术自主可控，保障了中国在该技术领域的先进性和核心竞争力。