Перейти до основного вмісту

Транспіляція схем у хмарі за допомогою Qiskit Transpiler Service

# Added by doQumentation — required packages for this notebook
!pip install -q qiskit qiskit-ibm-transpiler
Міграція Transpiler Service

Станом на 18 липня 2025 року сервіс проходить міграцію для підтримки нової платформи IBM Quantum® і наразі недоступний. Для AI-проходів можна використовувати локальний режим.

Сервіс є бета-версією і може змінюватися. Якщо у тебе є відгуки або ти хочеш зв'язатися з командою розробників, скористайся цим каналом Qiskit Slack Workspace.

Qiskit Transpiler Service надає можливості транспіляції в хмарі. На додачу до локальних можливостей транспілятора Qiskit, твої завдання транспіляції можуть скористатися перевагами як хмарних ресурсів IBM Quantum, так і транспіляційних проходів на основі AI.

Qiskit Transpiler Service пропонує бібліотеку Python для безперебійної інтеграції цього сервісу та його можливостей у твої поточні патерни та робочі процеси Qiskit. Цей сервіс доступний лише для користувачів IBM Quantum Premium Plan, Flex Plan та On-Prem (через IBM Quantum Platform API) Plan.

Встановлення пакету qiskit-ibm-transpiler​

Для використання Qiskit Transpiler Service встанови пакет qiskit-ibm-transpiler:

pip install qiskit-ibm-transpiler

Пакет автоматично автентифікується за допомогою твоїх облікових даних IBM Quantum Platform, так само як Qiskit Runtime керує цим:

  • Змінна середовища: QISKIT_IBM_TOKEN
  • Файл конфігурації ~/.qiskit/qiskit-ibm.json (у розділі default-ibm-quantum).

Примітка: Цей пакет вимагає Qiskit SDK v1.X.

Параметри транспіляції qiskit-ibm-transpiler​

  • backend_name (необов'язково, str) — Назва бекенду, як її очікує QiskitRuntimeService (наприклад, ibm_torino). Якщо задано, метод транспіляції використовує розкладку вказаного бекенду для операції транспіляції. Якщо задано будь-яку іншу опцію, що впливає на ці налаштування, наприклад coupling_map, налаштування backend_name перевизначаються.
  • coupling_map (необов'язково, List[List[int]]) — Валідний список карти зв'язків (наприклад, [[0,1],[1,2]]). Якщо задано, метод транспіляції використовує цю карту зв'язків для операції транспіляції. Якщо визначено, перевизначає будь-яке значення, вказане для target.
  • optimization_level (int) — Потенційний рівень оптимізації, що застосовується під час процесу транспіляції. Допустимі значення: [1,2,3], де 1 — найменша оптимізація (і найшвидша), а 3 — найбільша оптимізація (і найтриваліша).
  • ai ("true", "false", "auto") — Чи використовувати можливості на основі AI під час транспіляції. Доступні можливості на основі AI можуть бути для транспіляційних проходів AIRouting або інших методів синтезу на основі AI. Якщо це значення "true", сервіс застосовує різні транспіляційні проходи на основі AI залежно від запитуваного optimization_level. Якщо "false", використовуються найновіші функції транспіляції Qiskit без AI. Нарешті, якщо "auto", сервіс вирішує, чи застосовувати стандартні евристичні проходи Qiskit або проходи на основі AI, виходячи зі схеми.
  • qiskit_transpile_options (dict) — Об'єкт словника Python, що може включати будь-яку іншу опцію, дійсну в методі Qiskit transpile(). Якщо qiskit_transpile_options містить optimization_level, він ігнорується на користь optimization_level, вказаного як вхідний параметр. Якщо qiskit_transpile_options містить будь-яку опцію, не розпізнану методом Qiskit transpile(), бібліотека видає помилку.

Для отримання додаткової інформації про доступні методи qiskit-ibm-transpiler дивись документацію API qiskit-ibm-transpiler. Щоб дізнатися більше про API сервісу, дивись документацію REST API Qiskit Transpiler Service.

Приклади​

Наступні приклади демонструють, як транспілювати схеми за допомогою Qiskit Transpiler Service з різними параметрами.

  1. Створи схему та виклич Qiskit Transpiler Service для транспіляції схеми з ibm_torino як backend_name, 3 як optimization_level та без використання AI під час транспіляції.
from qiskit.circuit.library import efficient_su2
from qiskit_ibm_transpiler.transpiler_service import TranspilerService

circuit = efficient_su2(101, entanglement="circular", reps=1)

cloud_transpiler_service = TranspilerService(
    backend_name="ibm_torino",
    ai="false",
    optimization_level=3,
)
transpiled_circuit = cloud_transpiler_service.run(circuit)

Примітка: можна використовувати лише пристрої backend_name, до яких є доступ з твоїм обліковим записом IBM Quantum. Крім backend_name, TranspilerService також приймає coupling_map як параметр.

  1. Створи схожу схему та транспілюй її, запросивши можливості AI-транспіляції, встановивши прапорець ai у True:
from qiskit.circuit.library import efficient_su2
from qiskit_ibm_transpiler.transpiler_service import TranspilerService

circuit = efficient_su2(101, entanglement="circular", reps=1)

cloud_transpiler_service = TranspilerService(
    backend_name="ibm_torino",
    ai="true",
    optimization_level=1,
)
transpiled_circuit = cloud_transpiler_service.run(circuit)
  1. Створи схожу схему та транспілюй її, дозволивши сервісу самостійно вирішити, чи використовувати транспіляційні проходи на основі AI.
from qiskit.circuit.library import efficient_su2
from qiskit_ibm_transpiler.transpiler_service import TranspilerService

circuit = efficient_su2(101, entanglement="circular", reps=1)

cloud_transpiler_service = TranspilerService(
    backend_name="ibm_torino",
    ai="auto",
    optimization_level=1,
)
transpiled_circuit = cloud_transpiler_service.run(circuit)

Обмеження Qiskit Transpiler Service​

Нижче наведені найбільш актуальні обмеження сервісу:

  • Максимальна кількість двокубітних вентилів на схему в завданні транспіляції в будь-якому режимі ai становить 1 мільйон.
  • Максимальний час виконання процесу транспіляції становить 30 хвилин на завдання.
  • Результат транспіляції потрібно отримати з сервісу протягом 20 хвилин після завершення процесу транспіляції. Через 20 хвилин результат завдання видаляється.
  • Максимальний час, протягом якого набір схем може перебувати у внутрішній черзі в очікуванні транспіляції, становить 120 хвилин. Після цього часу, якщо завдання не було транспільоване, воно видаляється.
  • Максимальна кількість кубітів не встановлена. Сервіс було протестовано на 900+ кубітах.

Цитування​

Якщо ти використовуєш будь-яку функцію Qiskit Transpiler Service на основі AI у своєму дослідженні, використовуй таке рекомендоване цитування:

@misc{2405.13196,
Author = {David Kremer and Victor Villar and Hanhee Paik and Ivan Duran and Ismael Faro and Juan Cruz-Benito},
Title = {Practical and efficient quantum circuit synthesis and transpiling with Reinforcement Learning},
Year = {2024},
Eprint = {arXiv:2405.13196},
}

Наступні кроки​

Рекомендації