Wprowadzenie do usług IBM Quantum

Oprócz narzędzi open-source Qiskit SDK, dodatków Qiskit i innych narzędzi integrujących QPU ze środowiskami obliczeniowymi, IBM Quantum® oferuje kilka usług do obliczeń kwantowych. Ta strona zawiera przegląd tych usług oraz linki do rozpoczęcia pracy z nimi.

Qiskit Runtime

Qiskit Runtime to usługa chmurowa do wykonywania obliczeń kwantowych na sprzęcie IBM Quantum. Pakiet qiskit-ibm-runtime jest klientem tej usługi i następcą Qiskit IBM Provider. Usługa Qiskit Runtime usprawnia obliczenia kwantowe i zapewnia optymalne implementacje prymitywów Qiskit dla sprzętu IBM Quantum. Aby rozpocząć pracę z prymitywami, odwiedź dokumentację.

Qiskit Runtime jest zaprojektowany do używania dodatkowych klasycznych i kwantowych zasobów obliczeniowych, w tym technik takich jak tłumienie błędów i mitygacja błędów, aby uzyskać wynik wyższej jakości z wykonywania Circuit na procesorach kwantowych. Przykłady obejmują dynamiczne rozsprzęganie (dynamical decoupling) do tłumienia błędów oraz mitygację odczytu i ekstrapolację zerowego szumu (ZNE) do mitygacji błędów. Dowiedz się, jak konfigurować te opcje na stronie Konfigurowanie mitygacji błędów.

Qiskit Runtime obejmuje również trzy typy trybów wykonywania do uruchamiania programu kwantowego na sprzęcie IBM®: Zadanie (Job), Sesja (Session) i Wsad (Batch), z których każdy ma różne przypadki użycia i wpływ na kolejkę zadań kwantowych. Zadanie to pojedyncze zapytanie do prymitywu, które można wykonać przez określoną liczbę strzałów (shots). Sesje pozwalają na efektywne uruchamianie wielu zadań w iteracyjnych obciążeniach na komputerach kwantowych. Tryb wsadowy pozwala na jednoczesne przesłanie wszystkich zadań w celu równoległego przetwarzania. Pamiętaj, że użytkownicy planu Open Plan nie mogą przesyłać zadań sesji.

Aby szybko zainstalować Qiskit Runtime, uruchom następujące polecenie:

pip install qiskit-ibm-runtime

Zapoznaj się ze stroną instalacji, aby skonfigurować środowisko deweloperskie do budowania programów kwantowych.

Czy Qiskit Runtime jest open-source?

Krótka odpowiedź brzmi: nie całkowicie. Oprogramowanie usługi Qiskit Runtime, które obsługuje techniczne aspekty uruchamiania programu kwantowego na urządzeniu IBM Quantum (w tym mitygację i tłumienie błędów), nie jest open-source. Jednak biblioteka oprogramowania klienckiego qiskit-ibm-runtime (będąca interfejsem dla użytkowników do dostępu do usługi Qiskit Runtime), Qiskit SDK działający po stronie serwera oraz część oprogramowania używanego do mitygacji błędów są open-source. Aby zaangażować się w projekty open-source Qiskit, odwiedź naszą organizację na GitHub pod adresem github.com/Qiskit i github.com/Qiskit-Extensions.

IBM Quantum Platform

IBM Quantum Platform zapewnia ujednolicone środowisko do zarządzania użytkownikami i organizacjami, konfigurowania planów dostępu, przesyłania obciążeń obliczeniowych kwantowych i monitorowania aktywności systemu. Zaprojektowana do obsługi zespołów od indywidualnych badaczy po programy na poziomie przedsiębiorstw, platforma centralizuje dostęp do floty IBM procesorów kwantowych (QPU) i powiązanych usług. Administratorzy mogą zarządzać członkostwami i uprawnieniami, konfigurować uprawnienia i nadzorować użycie, podczas gdy deweloperzy korzystają z spójnego interfejsu do interakcji z systemami kwantowymi.

Aby uruchamiać zadania kwantowe, użytkownicy tworzą instancję w ramach platformy. Każda instancja zapewnia własną Nazwę Zasobu Chmury (CRN), która jest wymagana do przesyłania obciążeń do dostępnych QPU. Po skonfigurowaniu użytkownicy mogą wybierać lub dostosowywać plany dostępu, śledzić wykonanie zadań, analizować logi i bezproblemowo integrować platformę ze swoimi przepływami pracy deweloperskiej. Łącznie te możliwości czynią IBM Quantum Platform centrum kontroli dla dostępu do QPU i wykonywania aplikacji kwantowych.

Więcej szczegółów znajdziesz w dokumentacji konfiguracji dotyczącej rozpoczęcia pracy z IBM Quantum Platform.

Qiskit Serverless

Tworzenie aplikacji kwantowych o skali użytkowej wymaga zazwyczaj różnorodnych wymagań dotyczących zasobów obliczeniowych. Qiskit Serverless (qiskit-ibm-catalog.QiskitServerless) zapewnia prosty interfejs do uruchamiania obciążeń na zasobach kwantowo-klasycznych. Obejmuje to wdrażanie programów na IBM Quantum Platform i zdalne uruchamianie obciążeń, a także łatwe zarządzanie zasobami dla przypadków użycia wielu chmur i superkomputerów zorientowanych na kwantowość. Więcej informacji znajdziesz w dokumentacji Qiskit Serverless o tym, jak używać tej kolekcji narzędzi do:

• Równoległego przetwarzania zadań klasycznych, takich jak wstępne i końcowe przetwarzanie danych
• Utrzymywania długo działających obciążeń w chmurze, nawet gdy laptop jest wyłączony
• Wdrażania programów wielokrotnego użytku w chmurze

Aby od razu zacząć używać Qiskit Serverless, zainstaluj go za pomocą pip:

pip install qiskit_serverless

Qiskit Functions

Qiskit Functions (qiskit-ibm-catalog.QiskitFunctionsCatalog) to abstrakcyjne usługi zaprojektowane w celu przyspieszenia odkrywania algorytmów i prototypowania aplikacji. Przeglądaj Katalog Qiskit Functions, w tym:

• Funkcje obwodowe (Circuit functions): Usługi obejmujące transpilację, tłumienie błędów, mitygację błędów i techniki przetwarzania końcowego, które przyjmują abstrakcyjne Circuit i pożądane obserwowalne pomiarów jako dane wejściowe. Dzięki funkcjom obwodowym użytkownicy mogą odkrywać nowe algorytmy i aplikacje bez konieczności zarządzania transpilacją ani wydajnością sprzętu kwantowego.
• Funkcje aplikacyjne (Application functions): Usługi obejmujące całe przepływy pracy kwantowej, od mapowania klasycznego na kwantowe, optymalizacji dla sprzętu, wykonania na sprzęcie i przetwarzania końcowego. Użytkownicy mogą prototypować aplikacje branżowe ze znajomymi danymi wejściowymi i wyjściowymi z danej dziedziny.

Więcej szczegółów znajdziesz w dokumentacji Qiskit Functions.

Członkowie planów Premium Plan, Flex Plan i On-Prem (via IBM Quantum Platform API) mogą od razu uzyskać dostęp do funkcji dostarczanych przez IBM lub zakupić licencje na funkcje dostarczane przez partnerów bezpośrednio od tych partnerów.

Katalog można zainstalować za pomocą pip:

pip install qiskit-ibm-catalog