Hello World: Twój pierwszy obwód kwantowy

Zbuduj stan Bella (dwa splątane qubity) i uruchom go na trzy sposoby:

1. Symulacja idealna — doskonałe wyniki, konto nie jest wymagane
2. Symulacja z szumem — symuluje prawdziwe urządzenie, konto nie jest wymagane
3. Prawdziwy sprzęt kwantowy — wymaga bezpłatnego konta IBM Quantum (kroki konfiguracji poniżej)

Zbuduj obwód

# Added by doQumentation — required packages for this notebook
!pip install -q qiskit qiskit-ibm-runtime

from qiskit import QuantumCircuit

qc = QuantumCircuit(2)
qc.h(0)
qc.cx(0, 1)
qc.measure_all()

qc.draw(output="mpl")

Opcja 1: Symulacja idealna (konto nie jest wymagane)

Używa StatevectorSampler — lokalnego symulatora dającego doskonałe, wolne od szumu wyniki.

from qiskit.primitives import StatevectorSampler

result = StatevectorSampler().run([qc], shots=1024).result()
counts = result[0].data.meas.get_counts()
counts

from qiskit.visualization import plot_histogram
plot_histogram(counts)

Opcja 2: Symulacja z szumem (konto nie jest wymagane)

Używa FakeManilaV2 — lokalnego symulatora odwzorowującego prawdziwe urządzenie kwantowe IBM, włącznie z jego charakterystyką szumu. Obwód musi najpierw zostać poddany transpilacji (adaptacji) do zestawu bramek i topologii qubitów danego urządzenia.

from qiskit_ibm_runtime import SamplerV2
from qiskit_ibm_runtime.fake_provider import FakeManilaV2
from qiskit.transpiler.preset_passmanagers import generate_preset_pass_manager

backend = FakeManilaV2()
pm = generate_preset_pass_manager(backend=backend, optimization_level=1)
isa_qc = pm.run(qc)

result = SamplerV2(mode=backend).run([isa_qc], shots=1024).result()
counts = result[0].data.meas.get_counts()
counts

plot_histogram(counts)

Opcja 3: Prawdziwy sprzęt kwantowy

Wymaga bezpłatnego konta IBM Quantum. Aby je założyć:

1. Zarejestruj się pod adresem quantum.cloud.ibm.com/registration — przez pierwsze 30 dni karta kredytowa nie jest wymagana
2. Zaloguj się pod adresem quantum.cloud.ibm.com i wybierz region us-east (wymagany dla bezpłatnego planu Open Plan)
3. Utwórz instancję (bezpłatny Open Plan) w sekcji Instances, jeśli jeszcze jej nie masz
4. Utwórz klucz API pod adresem quantum.cloud.ibm.com (lub pod adresem cloud.ibm.com/iam/apikeys)
5. Skopiuj swój CRN (Cloud Resource Name) ze strony Instances

Jeśli nie zapisałeś jeszcze swoich danych uwierzytelniających w tej sesji Binder, uruchom poniższą komórkę. Zastąp <your-api-key> kluczem API z kroku 4, a <your-crn> — wartością CRN z kroku 5.

from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService

QiskitRuntimeService.save_account(
    channel="ibm_quantum_platform",
    token="<your-api-key>",
    instance="<your-crn>",
    set_as_default=True,
    overwrite=True,
)

Uwaga: Zadania na prawdziwym sprzęcie mogą zająć trochę czasu w zależności od kolejki. Jeśli komórka wciąż działa, możesz sprawdzić status zadania i zobaczyć wyniki na stronie quantum.cloud.ibm.com/workloads.

from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService, SamplerV2
from qiskit.transpiler.preset_passmanagers import generate_preset_pass_manager

service = QiskitRuntimeService()
backend = service.least_busy(operational=True, simulator=False)
print(f"Running on {backend.name}")

pm = generate_preset_pass_manager(backend=backend, optimization_level=1)
isa_qc = pm.run(qc)

result = SamplerV2(mode=backend).run([isa_qc], shots=1024).result()
counts = result[0].data.meas.get_counts()
counts

plot_histogram(counts)

Co dalej?

• Samouczki — przewodniki krok po kroku dotyczące algorytmów, mitygacji błędów, transpilacji i nie tylko
• Poradniki — materiały referencyjne dotyczące uruchamiania obwodów, prymitywów i środowiska Qiskit Runtime
• Kursy — ustrukturyzowane ścieżki nauki od podstaw kwantowych po obliczenia w skali użytkowej
• Moduły — pogłębione moduły koncepcyjne z zakresu informatyki i mechaniki kwantowej