Перейти до основного вмісту

Hello World: Ваша перша квантова схема

Побудуйте стан Белла (два заплутаних кубіти) і виконайте його трьома способами:

  1. Ідеальна симуляція — ідеальні результати, не потрібен обліковий запис
  2. Шумна симуляція — симулює реальний пристрій, не потрібен обліковий запис
  3. Реальне квантове обладнання — потрібен обліковий запис IBM Quantum

Побудова схеми​

# 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")

Варіант 1: Ідеальна симуляція (не потрібен обліковий запис)​

Використовує StatevectorSampler — локальний симулятор з ідеальними результатами без шуму.

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)

Варіант 2: Шумна симуляція (не потрібен обліковий запис)​

Використовує FakeManilaV2 — локальний симулятор, що імітує реальний квантовий пристрій IBM, включаючи його характеристики шуму. Спочатку схему необхідно транспілювати (адаптувати) до набору вентилів пристрою та з'єднання кубітів.

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)

Варіант 3: Реальне квантове обладнання​

Потрібен обліковий запис IBM Quantum. Дивіться Налаштування облікового запису IBM Quantum для деталей.

Якщо Ви ще не зберегли свої облікові дані в цій сесії Binder, виконайте це спершу:

from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService

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

Примітка: Завдання на реальному обладnanні можуть зайняти певний час залежно від черги. Якщо комірка все ще виконується, ви можете перевірити статус завдання та побачити результати на 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)

Що далі?​

  • Посібники — покрокові посібники з алгоритмів, зменшення помилок, транспіляції та інше
  • Курси — структуровані шляхи навчання від основ квантової механіки до корисних обчислень у масштабі
  • Режим локального тестування — виконуйте більшість ноутбуків без облікового запису IBM Quantum