Wprowadzenie do Qiskit
Nazwa „Qiskit” to ogólne określenie zbioru oprogramowania do wykonywania programów na komputerach kwantowych. Najważniejsze z tych narzędzi to open-source'owy Qiskit SDK oraz środowisko uruchomieniowe, dostępne przez IBM Quantum Compute Service (dawniej Qiskit Runtime Service), za pomocą którego możesz wykonywać obciążenia na procesorach kwantowych (QPU) IBM®. Wraz z rozwojem technologii kwantowej rozwija się też Qiskit — co roku pojawiają się nowe możliwości, które rozszerzają ten podstawowy zbiór oprogramowania kwantowego.
Ponadto wiele projektów open source należy do szerszego ekosystemu Qiskit. Te narzędzia nie są częścią samego Qiskit, ale współpracują z nim i mogą dostarczać cenne dodatkowe funkcje.
IBM jest zaangażowany w odpowiedzialny rozwój obliczeń kwantowych. Dowiedz się więcej i zapoznaj się z naszymi zasadami odpowiedzialnej technologii kwantowej w temacie Odpowiedzialne obliczenia kwantowe.
Qiskit SDK
Qiskit SDK (nazwa pakietu qiskit) to open-source'owy SDK do pracy z komputerami kwantowymi na poziomie rozszerzonych (statycznych, dynamicznych i harmonogramowanych) układów kwantowych, operatorów i prymitywów. Ta biblioteka jest podstawowym składnikiem Qiskit; to największy pakiet pod nazwą Qiskit, z najszerszym zestawem narzędzi do obliczeń kwantowych, a wiele innych komponentów z nim współpracuje.
Do najbardziej przydatnych funkcji Qiskit SDK należą:
-
Narzędzia do budowy układów (
qiskit.circuit) - Do inicjalizacji i modyfikowania rejestrów, układów, instrukcji, bramek, parametrów i obiektów przepływu sterowania. -
Biblioteka układów (
qiskit.circuit.library) - Szeroki zakres układów, instrukcji i bramek - kluczowych elementów składowych obliczeń kwantowych opartych na układach. -
Biblioteka informacji kwantowej (
qiskit.quantum_info) - Zestaw narzędzi do pracy ze stanami kwantowymi, operatorami i kanałami z użyciem dokładnych obliczeń (bez szumu próbkowania). Użyj tego modułu, aby określać wejściowe obserwable i analizować wierność wyników zapytań do prymitywów. -
Transpiler (
qiskit.transpiler) - Do przekształcania i dostosowywania układów kwantowych do topologii konkretnego urządzenia oraz optymalizacji pod kątem wykonania na rzeczywistych procesorach kwantowych (QPU). -
Prymitywy (
qiskit.primitives) - Moduł zawierający bazowe definicje i referencyjne implementacje prymitywów Sampler i Estimator, z których różni dostawcy sprzętu kwantowego mogą wyprowadzać własne implementacje. Więcej informacji o prymitywach IBM Quantum znajdziesz w dokumentacji.
Instalacja
Bardziej szczegółowe wprowadzenie do instalacji Qiskit SDK znajdziesz na stronie instalacji. Jeśli chcesz zainstalować go od razu, po prostu uruchom:
pip install qiskit
Testy wydajności
Testy wydajności są ważne do porównywania względnej wydajności oprogramowania kwantowego na różnych etapach procesu tworzenia. Testy wydajności oprogramowania kwantowego mogą na przykład badać szybkość i jakość budowania, modyfikowania i transpilacji układów. IBM Quantum dąży do dostarczenia możliwie najwydajniejszego SDK, dlatego Qiskit SDK jest testowany za pomocą ponad 1000 testów opracowanych przez czołowe uniwersytety, krajowe laboratoria i badaczy z IBM. Zestaw testów użyty do tego celu, o nazwie Benchpress, jest teraz dostępny jako pakiet open source. Możesz teraz użyć pakietu Benchpress do przeprowadzenia własnej analizy wydajności SDK kwantowych.
Kolejne kroki
- Poznaj bibliotekę układów i instrukcji dostępną w bibliotece układów Qiskit.
- Przeczytaj o transpilerze Qiskit i licznych opcjach transpilacji w sekcji Transpiler.
- Dowiedz się, jak użyć interfejsu prymitywów, aby usprawnić programowanie kwantowe.
- Zajrzyj do ekosystemu Qiskit, który gości projekty open source współpracujące z Qiskit i rozszerzające jego funkcjonalność