You could use set_index and unstack
In [18]: df.set_index(['id', 'num', 'q'])['v'].unstack().reset_index()
Out[18]:
q id num a b d z
0 1 10 2.0 4.0 NaN NaN
1 1 12 NaN NaN 6.0 NaN
2 2 13 8.0 NaN NaN NaN
3 2 14 NaN 10.0 NaN NaN
4 3 15 NaN NaN NaN 12.0