许多迄今为止在实践中无法解决的问题，或许可以通过量子计算来解决 [1]。“量子计算正处于一个转折点，尽管存在重大障碍需要跨越，但前方充满机遇” [2]。这些机遇正在（并将）发生在密码学、人工智能、通信、优化、药理学、医学、化学和材料开发等许多领域 [3, 4, 5]。尽管这些进步及其潜力已得到初步展示，但量子计算的优势不能仅通过单独使用尖端量子计算机来实现，还需要量子软件，而这无疑将发挥重要作用 [6, 7]。毫无疑问，“软件是一种看不见的文字，它将可能性的故事悄悄地传达到我们的硬件中” [8]。量子软件技术在过去几年中经历了一场大爆炸。量子编程语言种类繁多 [9]，量子开发环境众多 [10, 11]，以及各种类型的量子模拟器和硬件。因此，我们目前拥有的量子软件编程技术都是以临时方式通过实验提出的。因此，目前还没有一种特定的方法可以实现量子软件编程。