Qiskit - це програмний фреймворк з відкритим кодом для квантових обчислень. Він надає інструменти для створення та керування квантовими програмами та запуску їх на прототипі квантових пристроїв на IBM Q Experience або на симуляторах на локальному комп'ютері. Він слідує моделі квантової схеми для універсальних квантових обчислень і може бути використаний для будь-якої реалізації квантового комп'ютера (на даний момент [] підтримує та ), які відповідають цій моделі.
Тип | програмний каркас і d |
---|---|
Автор | d |
Версії | 0.44.0 (27 липня 2023)[1] |
Мова програмування | Python і Rust |
Ліцензія | Apache License |
Репозиторій | https://github.com/Qiskit/qiskit, https://github.com/Qiskit/qiskit |
Вебсайт | qiskit.org |
|
Qiskit був заснований , щоб дозволити розробку програмного забезпечення для їх послуги [en], IBM Q Experience. Також наявні внески від сторонніх учасників, як правило, з академічних установ.
Первинна версія Qiskit використовує мову програмування Python. Версії для Swift та JavaScript були спочатку вивчені, хоча розробка цих версій зупинена.
Приклади використовуваних квантових обчислень забезпечуються набором Jupyter notebooks. Приклади включають вихідний код наукових досліджень, які використовують Qiskit, а також набір вправ, які допоможуть людям засвоїти ази квантового програмування. Підручник з відкритим кодом, заснований на Qiskit, доступний як допомога у квантових алгоритмах університетського рівня або як доповнення до курсу квантових обчислень.
Компоненти
Qiskit надає можливість розробляти квантове програмне забезпечення як на рівні машинного коду OpenQASM, так і на абстрактних рівнях, придатних для кінцевих користувачів без досвіду квантових обчислень. Ця функціональність забезпечується такими окремими компонентами.
Terra
Qiskit Terra надає інструменти для створення квантової схеми на рівні квантового машинного коду або близького до нього.
Це дозволяє будувати процеси, що працюють на квантовому обладнанні, виключно з точки зору квантових вентилів. Він також надає інструменти, що дозволяють оптимізувати квантові схеми для певного пристрою, а також керувати партіями завдань та запускати їх на квантових пристроях та тренажерах з віддаленим доступом.
Далі наведено простий приклад Qiskit Terra. При цьому квантова схема, яка створюється для двох кубітів, складається з квантових вентилів, необхідних для створення [en]. Потім квантова схема закінчується квантовими вимірюваннями, які витягують біт з кожного кубіта.
from qiskit import QuantumCircuit, Aer, execute qc = QuantumCircuit(2, 2) qc.h(0) qc.cx(0, 1) qc.measure([0,1], [0,1])
Після створення квантової схеми її можна запускати на серверній системі (або квантовому обладнанні, або симуляторі). У наступному прикладі використовується локальний симулятор.
backend = Aer.get_backend("qasm_simulator") job_sim = execute(qc, backend) sim_result = job_sim.result() print(sim_result.get_counts(qc))
Остаточний оператор print покаже результати, повернуті серверною базою. Це словник Python, який описує бітові рядки, отримані в результаті декількох прогонів квантової схеми. У квантовій схемі, що використовується в цьому прикладі, бітові рядки '00'
та '11'
повинні бути єдино можливими результатами і повинні відбуватися з однаковою ймовірністю. Тому для повних результатів вибірки, як правило, розділяються приблизно порівну між ними, наприклад {'00':519, '11':505}
.
Експерименти, проведені на квантовому обладнанні за допомогою Qiskit Terra, використовувались у багатьох наукових роботах, наприклад, в тестах на , генерацію заплутанності та моделювання динаміки, далекої від рівноваги.
Aqua
Qiskit Aqua пропонує інструменти, якими можна користуватися без явного квантового програмування, які потрібні самому користувачу. На даний момент підтримує застосування в хімії, ШІ, оптимізації та фінансах. Користувачі можуть створювати проблеми та отримувати результати, визначені за допомогою стандартних інструментів у цих доменах, таких як [en] для хімії. Потім Qiskit Aqua реалізує відповідний .
Aer
Найближчим часом розробка квантового програмного забезпечення в основному залежатиме від моделювання малих квантових пристроїв. Для Qiskit це забезпечується компонентом Aer. Це забезпечує симулятори, розміщені локально на пристрої користувача, а також ресурси високопродуктивних обчислень, доступні через хмару. Симулятори можуть також імітувати вплив шуму для простих і складних моделей шуму.
Ignis
Ignis - це компонент, який містить інструменти для характеристики шуму в короткострокових пристроях, а також дозволяє проводити обчислення в присутності шуму. Сюди входять інструменти для порівняльного оцінювання короткочасних пристроїв, зменшення помилок та виправлення помилок.
Примітки
- Release 0.44.0 — 2023.
- . IBM Research Blog (амер.). 5 листопада 2019. Архів оригіналу за 26 листопада 2020. Процитовано 20 грудня 2019.
- Magee, Tamlim (24 серпня 2018). . Computerworld UK. Архів оригіналу за 6 березня 2019. Процитовано 11 грудня 2018.
- Hemsoth, Nicole (7 серпня 2018). . The Next Platform. Архів оригіналу за 6 березня 2019. Процитовано 11 грудня 2018.
- . Архів оригіналу за 4 лютого 2021. Процитовано 15 січня 2021.
- Qiskit in swift. GitHub. Процитовано 24 вересня 2019.
- . GitHub. Архів оригіналу за 14 серпня 2018. Процитовано 24 вересня 2019.
- . GitHub. Архів оригіналу за 7 липня 2018. Процитовано 24 вересня 2019.
- . IBM. IBM Research Editorial Staff. 8 березня 2018. Архів оригіналу за 10 жовтня 2019. Процитовано 24 вересня 2019.
- . Архів оригіналу за 20 грудня 2019. Процитовано 20 грудня 2019.
- Javadi-Abhari, Ali; Gambetta, Jay M. (13 липня 2018). . Medium. Архів оригіналу за 8 січня 2019. Процитовано 10 січня 2019.
- . Qiskit. Архів оригіналу за 10 жовтня 2019. Процитовано 24 вересня 2019.
- . IBM Q Experience. Архів оригіналу за 6 березня 2019. Процитовано 15 січня 2021.
- Wootton, James R.; Loss, Daniel (2018). Repetition code of 15 qubits. Physical Review A. 97 (5). arXiv:1709.00990. doi:10.1103/PhysRevA.97.052313. ISSN 2469-9926.
- Roffe, Joschka; Headley, David; Chancellor, Nicholas; Horsman, Dominic; Kendon, Viv (2018). Protecting quantum memories using coherent parity check codes. Quantum Science and Technology. 3 (3): 035010. arXiv:1709.01866. doi:10.1088/2058-9565/aac64e. ISSN 2058-9565.
- Wang, Yuanhao; Li, Ying; Yin, Zhang-qi; Zeng, Bei (2018). 16-qubit IBM universal quantum computer can be fully entangled. npj Quantum Information. 4 (1). doi:10.1038/s41534-018-0095-x. ISSN 2056-6387.
- Zhukov, A. A.; Remizov, S. V.; Pogosov, W. V.; Lozovik, Yu. E. (2018). Algorithmic simulation of far-from-equilibrium dynamics using quantum computer. Quantum Information Processing. 17 (9). arXiv:1807.10149. doi:10.1007/s11128-018-2002-y. ISSN 1570-0755.
- . Архів оригіналу за 10 жовтня 2019. Процитовано 5 листопада 2018.
- . IBM. IBM Research Editorial Staff. 1 травня 2018. Архів оригіналу за 14 червня 2019. Процитовано 24 вересня 2019.
- Wood, Christopher J. (19 грудня 2018). . Medium. Архів оригіналу за 1 листопада 2019. Процитовано 24 вересня 2019.
- . GitHub. Архів оригіналу за 25 березня 2019. Процитовано 24 вересня 2019.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Qiskit ce programnij frejmvork z vidkritim kodom dlya kvantovih obchislen Vin nadaye instrumenti dlya stvorennya ta keruvannya kvantovimi programami ta zapusku yih na prototipi kvantovih pristroyiv na IBM Q Experience abo na simulyatorah na lokalnomu komp yuteri Vin sliduye modeli kvantovoyi shemi dlya universalnih kvantovih obchislen i mozhe buti vikoristanij dlya bud yakoyi realizaciyi kvantovogo komp yutera na danij moment koli pidtrimuye ta yaki vidpovidayut cij modeli QiskitTipprogramnij karkas i dAvtordVersiyi0 44 0 27 lipnya 2023 1 Mova programuvannyaPython i RustLicenziyaApache LicenseRepozitorijhttps github com Qiskit qiskit https github com Qiskit qiskitVebsajtqiskit org Mediafajli u Vikishovishi Qiskit buv zasnovanij shob dozvoliti rozrobku programnogo zabezpechennya dlya yih poslugi en IBM Q Experience Takozh nayavni vneski vid storonnih uchasnikiv yak pravilo z akademichnih ustanov Pervinna versiya Qiskit vikoristovuye movu programuvannya Python Versiyi dlya Swift ta JavaScript buli spochatku vivcheni hocha rozrobka cih versij zupinena Prikladi vikoristovuvanih kvantovih obchislen zabezpechuyutsya naborom Jupyter notebooks Prikladi vklyuchayut vihidnij kod naukovih doslidzhen yaki vikoristovuyut Qiskit a takozh nabir vprav yaki dopomozhut lyudyam zasvoyiti azi kvantovogo programuvannya Pidruchnik z vidkritim kodom zasnovanij na Qiskit dostupnij yak dopomoga u kvantovih algoritmah universitetskogo rivnya abo yak dopovnennya do kursu kvantovih obchislen KomponentiQiskit nadaye mozhlivist rozroblyati kvantove programne zabezpechennya yak na rivni mashinnogo kodu OpenQASM tak i na abstraktnih rivnyah pridatnih dlya kincevih koristuvachiv bez dosvidu kvantovih obchislen Cya funkcionalnist zabezpechuyetsya takimi okremimi komponentami Terra Qiskit Terra nadaye instrumenti dlya stvorennya kvantovoyi shemi na rivni kvantovogo mashinnogo kodu abo blizkogo do nogo Ce dozvolyaye buduvati procesi sho pracyuyut na kvantovomu obladnanni viklyuchno z tochki zoru kvantovih ventiliv Vin takozh nadaye instrumenti sho dozvolyayut optimizuvati kvantovi shemi dlya pevnogo pristroyu a takozh keruvati partiyami zavdan ta zapuskati yih na kvantovih pristroyah ta trenazherah z viddalenim dostupom Dali navedeno prostij priklad Qiskit Terra Pri comu kvantova shema yaka stvoryuyetsya dlya dvoh kubitiv skladayetsya z kvantovih ventiliv neobhidnih dlya stvorennya en Potim kvantova shema zakinchuyetsya kvantovimi vimiryuvannyami yaki vityaguyut bit z kozhnogo kubita from qiskit import QuantumCircuit Aer execute qc QuantumCircuit 2 2 qc h 0 qc cx 0 1 qc measure 0 1 0 1 Pislya stvorennya kvantovoyi shemi yiyi mozhna zapuskati na servernij sistemi abo kvantovomu obladnanni abo simulyatori U nastupnomu prikladi vikoristovuyetsya lokalnij simulyator backend Aer get backend qasm simulator job sim execute qc backend sim result job sim result print sim result get counts qc Ostatochnij operator print pokazhe rezultati povernuti servernoyu bazoyu Ce slovnik Python yakij opisuye bitovi ryadki otrimani v rezultati dekilkoh progoniv kvantovoyi shemi U kvantovij shemi sho vikoristovuyetsya v comu prikladi bitovi ryadki 00 ta 11 povinni buti yedino mozhlivimi rezultatami i povinni vidbuvatisya z odnakovoyu jmovirnistyu Tomu dlya povnih rezultativ vibirki yak pravilo rozdilyayutsya priblizno porivnu mizh nimi napriklad 00 519 11 505 Eksperimenti provedeni na kvantovomu obladnanni za dopomogoyu Qiskit Terra vikoristovuvalis u bagatoh naukovih robotah napriklad v testah na generaciyu zaplutannosti ta modelyuvannya dinamiki dalekoyi vid rivnovagi Aqua Qiskit Aqua proponuye instrumenti yakimi mozhna koristuvatisya bez yavnogo kvantovogo programuvannya yaki potribni samomu koristuvachu Na danij moment pidtrimuye zastosuvannya v himiyi ShI optimizaciyi ta finansah Koristuvachi mozhut stvoryuvati problemi ta otrimuvati rezultati viznacheni za dopomogoyu standartnih instrumentiv u cih domenah takih yak en dlya himiyi Potim Qiskit Aqua realizuye vidpovidnij Aer Najblizhchim chasom rozrobka kvantovogo programnogo zabezpechennya v osnovnomu zalezhatime vid modelyuvannya malih kvantovih pristroyiv Dlya Qiskit ce zabezpechuyetsya komponentom Aer Ce zabezpechuye simulyatori rozmisheni lokalno na pristroyi koristuvacha a takozh resursi visokoproduktivnih obchislen dostupni cherez hmaru Simulyatori mozhut takozh imituvati vpliv shumu dlya prostih i skladnih modelej shumu Ignis Ignis ce komponent yakij mistit instrumenti dlya harakteristiki shumu v korotkostrokovih pristroyah a takozh dozvolyaye provoditi obchislennya v prisutnosti shumu Syudi vhodyat instrumenti dlya porivnyalnogo ocinyuvannya korotkochasnih pristroyiv zmenshennya pomilok ta vipravlennya pomilok PrimitkiRelease 0 44 0 2023 IBM Research Blog amer 5 listopada 2019 Arhiv originalu za 26 listopada 2020 Procitovano 20 grudnya 2019 Magee Tamlim 24 serpnya 2018 Computerworld UK Arhiv originalu za 6 bereznya 2019 Procitovano 11 grudnya 2018 Hemsoth Nicole 7 serpnya 2018 The Next Platform Arhiv originalu za 6 bereznya 2019 Procitovano 11 grudnya 2018 Arhiv originalu za 4 lyutogo 2021 Procitovano 15 sichnya 2021 Qiskit in swift GitHub Procitovano 24 veresnya 2019 GitHub Arhiv originalu za 14 serpnya 2018 Procitovano 24 veresnya 2019 GitHub Arhiv originalu za 7 lipnya 2018 Procitovano 24 veresnya 2019 IBM IBM Research Editorial Staff 8 bereznya 2018 Arhiv originalu za 10 zhovtnya 2019 Procitovano 24 veresnya 2019 Arhiv originalu za 20 grudnya 2019 Procitovano 20 grudnya 2019 Javadi Abhari Ali Gambetta Jay M 13 lipnya 2018 Medium Arhiv originalu za 8 sichnya 2019 Procitovano 10 sichnya 2019 Qiskit Arhiv originalu za 10 zhovtnya 2019 Procitovano 24 veresnya 2019 IBM Q Experience Arhiv originalu za 6 bereznya 2019 Procitovano 15 sichnya 2021 Wootton James R Loss Daniel 2018 Repetition code of 15 qubits Physical Review A 97 5 arXiv 1709 00990 doi 10 1103 PhysRevA 97 052313 ISSN 2469 9926 Roffe Joschka Headley David Chancellor Nicholas Horsman Dominic Kendon Viv 2018 Protecting quantum memories using coherent parity check codes Quantum Science and Technology 3 3 035010 arXiv 1709 01866 doi 10 1088 2058 9565 aac64e ISSN 2058 9565 Wang Yuanhao Li Ying Yin Zhang qi Zeng Bei 2018 16 qubit IBM universal quantum computer can be fully entangled npj Quantum Information 4 1 doi 10 1038 s41534 018 0095 x ISSN 2056 6387 Zhukov A A Remizov S V Pogosov W V Lozovik Yu E 2018 Algorithmic simulation of far from equilibrium dynamics using quantum computer Quantum Information Processing 17 9 arXiv 1807 10149 doi 10 1007 s11128 018 2002 y ISSN 1570 0755 Arhiv originalu za 10 zhovtnya 2019 Procitovano 5 listopada 2018 IBM IBM Research Editorial Staff 1 travnya 2018 Arhiv originalu za 14 chervnya 2019 Procitovano 24 veresnya 2019 Wood Christopher J 19 grudnya 2018 Medium Arhiv originalu za 1 listopada 2019 Procitovano 24 veresnya 2019 GitHub Arhiv originalu za 25 bereznya 2019 Procitovano 24 veresnya 2019