qiskit-sim-mcp

Сервер протокола контекста модели (MCP), который позволяет Claude Desktop создавать, визуализировать и моделировать квантовые схемы с использованием Qiskit и Qiskit Aer.

Что он делает

После подключения к Claude Desktop вы можете вести естественные диалоги, например:

• "Создай состояние Белла и смоделируй его с 1024 запусками"

• "Покажи мне диаграмму схемы GHZ"

• "Запусти состояние Белла с высоким уровнем шума и объясни, что изменилось"

• "Создай пользовательскую схему из этой строки QASM"

Claude будет вызывать базовые инструменты автоматически — ручной вызов инструментов не требуется.

Функции

• 3 инструмента: create_circuit, visualize_circuit, run_simulation

• 5 предустановленных схем: состояние Белла, GHZ-3, суперпозиция, Дойча-Йожи, случайная-4

• Пользовательский QASM: принимает любую корректную строку OpenQASM 2.0

• Моделирование шума: идеальный, низкий шум (p=0.001), высокий шум (p=0.01) через деполяризующую ошибку

• 1 ресурс: resource://noise-presets — список доступных конфигураций шума

• 1 подсказка: simulate_walkthrough — шаблон для пошагового обучения

Требования

• Python 3.13+

• Anaconda или любой менеджер окружений Python

• Claude Desktop

Настройка

1. Клонируйте репозиторий

git clone <repo-url>
cd qiskit-sim-mcp

2. Установите зависимости

pip install -e .

Это установит mcp[cli], qiskit и qiskit-aer в ваше окружение Python.

3. Проверьте установку

python -c "
import asyncio
from quantum_mcp_demo.server import mcp

tools    = asyncio.run(mcp.list_tools())
resources = asyncio.run(mcp.list_resources())
prompts  = asyncio.run(mcp.list_prompts())

print('Tools:',     [t.name for t in tools])
print('Resources:', [r.uri  for r in resources])
print('Prompts:',   [p.name for p in prompts])
"

Ожидаемый вывод:

Tools: ['create_circuit', 'visualize_circuit', 'run_simulation']
Resources: [AnyUrl('resource://noise-presets')]
Prompts: ['simulate_walkthrough']

4. Протестируйте с помощью MCP Inspector (опционально)

uv run mcp dev src/quantum_mcp_demo/server.py

Откройте http://localhost:6274 в браузере. Используйте вкладку Tools, чтобы вызвать каждый инструмент вручную перед подключением к Claude Desktop.

5. Подключитесь к Claude Desktop

Найдите файл конфигурации Claude Desktop:

Добавьте эту запись внутри объекта mcpServers:

{
  "mcpServers": {
    "qiskit-sim-mcp": {
      "command": "/opt/anaconda3/bin/python",
      "args": [
        "-m",
        "quantum_mcp_demo.server"
      ]
    }
  }
}

Примечание: Замените /opt/anaconda3/bin/python на ваш фактический путь к Python. Выполните which python, чтобы найти его.

6. Перезапустите Claude Desktop

Полностью закройте Claude Desktop (Cmd+Q на macOS), затем откройте его снова. В новом диалоге значок молотка (🔨) в поле ввода чата подтвердит, что инструменты MCP загружены.

Примеры использования

Моделирование состояния Белла

"Создай схему состояния Белла, покажи мне диаграмму, а затем смоделируй её 1024 раза с идеальным и высоким уровнем шума."

Claude вызовет:

1. create_circuit(preset="bell") → получит circuit_id

2. visualize_circuit(circuit_id=...) → покажет диаграмму вентилей H + CNOT

3. run_simulation(circuit_id=..., shots=1024, noise_preset="ideal") → ~50% |00⟩, ~50% |11⟩

4. run_simulation(circuit_id=..., shots=1024, noise_preset="high_noise") → ухудшенные результаты, появятся |01⟩ и |10⟩

Пользовательская схема QASM

"Запусти эту схему: OPENQASM 2.0; include "qelib1.inc"; qreg q[2]; creg c[2]; h q[0]; cx q[0],q[1]; measure q -> c;"

Claude проанализирует строку QASM и запустит её через тот же конвейер моделирования.

Сравнение шума

"Сравни состояние GHZ при идеальном и высоком уровне шума — как шум влияет на запутанность?"

Структура проекта

src/quantum_mcp_demo/
├── server.py              # MCP server entry point
├── circuits/
│   ├── presets.py         # 5 named preset circuits
│   └── store.py           # In-memory circuit storage (UUID-keyed)
├── tools/
│   ├── create_circuit.py  # Tool: create from preset or QASM
│   ├── visualize.py       # Tool: HTML diagram + gate JSON
│   └── simulate.py        # Tool: AerSimulator + noise modeling
├── resources/
│   └── noise_presets.py   # Resource: noise configuration list
├── prompts/
│   └── walkthrough.py     # Prompt: guided simulation conversation
└── utils/
    ├── serialization.py   # numpy → Python int conversion
    └── errors.py          # MCP error response builder

Предустановленные схемы

Предустановки шума

Устранение неполадок

Claude Desktop не показывает значок молотка

• Закройте и полностью перезапустите Claude Desktop после редактирования конфигурации

• Проверьте, что JSON конфигурации корректен (нет лишних запятых)

• Проверьте путь к Python: which python

python -m quantum_mcp_demo.server выдает ошибку

• Убедитесь, что вы выполнили pip install -e . из корня проекта

• Проверьте версию Python: python --version (требуется 3.13+)

Конфликт портов при запуске MCP Inspector

kill -9 $(lsof -t -i :6274) 2>/dev/null; kill -9 $(lsof -t -i :6277) 2>/dev/null

Моделирование возвращает неожиданные результаты

• Несоответствия количества запусков определяются автоматически и возвращаются как isError: true

• Попробуйте уменьшить shots (например, 512), если видите ошибки