Panimula sa Qiskit
Ang salitang "Qiskit" ay isang pangkalahatang termino na tumutukoy sa isang koleksyon ng software para sa pagpapatakbo ng mga programa sa mga quantum computer. Ang pinaka-kapansin-pansing kasangkapan sa software na ito ay ang open-source na Qiskit SDK, at ang runtime environment (na na-a-access gamit ang Qiskit Runtime) kung saan maaari kang magpatakbo ng mga workload sa IBM® quantum processing units (QPUs). Habang umuunlad ang teknolohiyang quantum, umuunlad din ang Qiskit — bawat taon ay may mga bagong kakayahan na inilalabas upang palawakin ang pangunahing koleksyon ng quantum software na ito.
Bukod dito, maraming open-source na proyekto ang bahagi ng mas malawak na Qiskit ecosystem. Hindi bahagi ng Qiskit mismo ang mga software tool na ito, kundi nag-i-interface sila sa Qiskit at maaaring magbigay ng mahalagang karagdagang functionality.
Ang IBM ay nakatuon sa responsableng pag-unlad ng quantum computing. Matuto pa at suriin ang aming mga responsableng quantum na prinsipyo sa paksa na Responsableng quantum computing.
Ang Qiskit SDK​
Ang Qiskit SDK (package name qiskit) ay isang open-source SDK para sa pagtatrabaho sa mga quantum computer sa antas ng extended (static, dynamic, at scheduled) quantum circuits, operators, at primitives. Ang library na ito ang pangunahing bahagi ng Qiskit; ito ang pinakamalaking package sa ilalim ng pangalang Qiskit na may pinakamalawak na hanay ng mga kasangkapan para sa quantum computation, at maraming iba pang component ang nag-i-interface dito.
Ilan sa mga pinaka-kapaki-pakinabang na feature ng Qiskit SDK:
-
Mga kasangkapan sa pagbuo ng Circuit (
qiskit.circuit) - Para sa pag-initialize at pag-manipula ng mga register, circuit, instruction, gate, parameter, at control flow object. -
Circuit library (
qiskit.circuit.library) - Isang malawak na hanay ng mga circuit, instruction, at gate — mga pangunahing building block para sa circuit-based na quantum computation. -
Quantum info library (
qiskit.quantum_info) - Isang toolkit para sa pagtatrabaho sa mga quantum state, operator at channel, gamit ang eksaktong kalkulasyon (walang sampling noise). Gamitin ang module na ito upang tukuyin ang mga input observable at suriin ang fidelity ng mga output mula sa mga primitives query. -
Transpiler (
qiskit.transpiler) - Para sa pag-transform at pag-adapt ng mga quantum circuit upang akma sa tiyak na device topology, at pag-optimize para sa pagpapatakbo sa tunay na quantum processing units (QPUs). -
Primitives (
qiskit.primitives) - Ang module na naglalaman ng mga base definition at reference implementation ng Sampler at Estimator primitives, kung saan maaaring gumawa ng sariling implementation ang iba't ibang quantum hardware provider. Tingnan ang karagdagang impormasyon tungkol sa Qiskit Runtime primitives sa dokumentasyon.
Pag-install​
Para sa mas detalyadong panimula sa pag-install ng Qiskit SDK, tingnan ang pahina ng pag-install. Kung handa ka nang i-install ito ngayon, patakbuhin lang:
pip install qiskit
Benchmarking at ang Benchpress package​
Mahalaga ang benchmarking para sa paghahambing ng relatibong performance ng quantum software sa iba't ibang yugto ng isang development workflow. Ang mga benchmarking test para sa quantum software ay maaaring, halimbawa, tingnan ang bilis at kalidad ng pagbuo, pag-manipula, at pag-transpile ng mga circuit. Ang IBM Quantum ay nakatuon sa paghahatid ng pinaka-performant na SDK na posible, kaya naman ang Qiskit SDK ay sino-subject sa benchmarking gamit ang mahigit 1,000 na test na binuo ng mga nangungunang unibersidad, pambansang laboratoryo, at mga mananaliksik sa IBM. Ang benchmarking suite na ginagamit para sa mga test na ito, na pinangalanang Benchpress, ay available na ngayon bilang isang open-source na package. Maaari mo nang gamitin ang Benchpress package para magsagawa ng sarili mong pagsusuri ng quantum SDK performance.
Mga Qiskit addon​
Ang mga Qiskit addon ay isang koleksyon ng mga research capability para sa utility-scale na pagtuklas ng algorithm. Ang mga kakayahang ito ay nagtatayo sa matibay na pundasyon ng Qiskit ng mga kasangkapan para sa paglikha at pagpapatakbo ng mga quantum algorithm. Ang mga addon ay mga modular na software component na nag-i-integrate sa isang workflow upang mag-scale o mag-disenyo ng mga bagong quantum algorithm. Para matuto pa tungkol sa hanay ng mga available na Qiskit addon at kung paano magsimulang gamitin ang mga ito, bisitahin ang dokumentasyon.
Ang Qiskit ecosystem​
Bukod sa Qiskit, maraming open-source na proyekto ang gumagamit ng pangalang "Qiskit" ngunit hindi bahagi ng Qiskit mismo; sa halip, nag-i-interface sila sa Qiskit at maaaring magbigay ng mahalagang karagdagang functionality upang dagdagan ang pangunahing Qiskit workflow. Ang ilan sa mga proyektong ito ay pinapanatili ng mga IBM Quantum team, habang ang iba naman ay sinusuportahan ng mas malawak na open-source na komunidad. Ang Qiskit SDK ay idinisenyo sa isang modular at extensible na paraan upang maging madali para sa mga developer na lumikha ng mga ganitong proyekto na nagpapalawak ng mga kakayahan nito.
Ilan sa mga sikat na proyekto sa Qiskit ecosystem:
- Qiskit Aer (
qiskit-aer) - isang package para sa mga quantum computing simulator na may mga realistikong noise model. Nagbibigay ito ng mga interface para magpatakbo ng mga quantum circuit na may o walang noise gamit ang maraming iba't ibang paraan ng simulation. Pinapanatili ng IBM Quantum. - qBraid SDK (
qbraid) - isang platform-agnostic na quantum runtime framework para sa parehong quantum software at hardware provider, idinisenyo upang pasimplehin ang buong lifecycle management ng mga quantum job — mula sa pagtatakda ng mga program specification hanggang sa pagsumite ng job at sa post-processing at visualization ng mga resulta. Pinapanatili ng qBraid. - mthree
mthree- isang package para sa pagpapatupad ng M3 (Matrix-free Measurement Mitigation), isang measurement mitigation technique na naglulutas para sa mga corrected measurement probability gamit ang isang dimensionality reduction step na sinusundan ng alinman sa direktang LU factorization o isang preconditioned iterative method na nominally nagko-converge sa O(1) hakbang, at maaaring kalkulahin nang parallel. Pinapanatili ng IBM Quantum.
Makakakita ka ng catalog ng mga proyekto sa pahina ng Qiskit ecosystem, pati na rin impormasyon tungkol sa kung paano i-nominate ang iyong sariling proyekto.
Mga susunod na hakbang​
- Matuto tungkol sa library ng mga circuit at instruction na available sa Qiskit circuit library.
- Basahin ang tungkol sa Qiskit Transpiler at sa maraming opsyon para sa transpilation sa seksyon ng Transpiler.
- Alamin kung paano gamitin ang mga Qiskit primitive upang pasimplehin ang quantum programming.