Qiskit - это открытый фреймворк, разработанный компанией IBM для программирования квантовых вычислений. Он предоставляет набор инструментов и библиотек для создания, симуляции и запуска квантовых программ на реальных квантовых компьютерах.
Для тех, кто только начинает свой путь в квантовом программировании, Qiskit представляет собой отличную отправную точку. Давайте разберемся, как начать работу с этим инструментом.
Установка и настройка Qiskit
- Установка через pip:
Для установки Qiskit рекомендуется использовать инструмент управления пакетами Python - pip. Просто выполните команду pip install qiskit в вашем терминале или командной строке.
- Создание аккаунта IBM Quantum Experience:
Для доступа к реальным квантовым компьютерам и сервисам IBM Quantum Experience вам потребуется создать аккаунт на сайте IBM Quantum Experience.
Основы квантового программирования с Qiskit
- Импорт библиотеки Qiskit:
Первый шаг в создании квантовой программы - импорт необходимых модулей из библиотеки Qiskit. Например:
from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble
from qiskit.visualization import plot_histogram, plot_bloch_multivector
- Создание квантовой схемы:
Создайте объект класса QuantumCircuit, который представляет собой квантовую схему. Добавьте квантовые и классические регистры, а затем добавьте операции для построения желаемого квантового состояния или выполнения квантовых вычислений.
# Создание 2-кубитной квантовой схемы
qc = QuantumCircuit(2)
# Применение операции Адамара на первом кубите
qc.h(0)
# Применение операции CNOT (Controlled-NOT) на обоих кубитах
qc.cx(0, 1)
Запуск квантовой программы на симуляторе или реальном квантовом компьютере
- Симуляция на локальном компьютере:
Используйте Aer, встроенный симулятор Qiskit, для запуска квантовой программы на вашем локальном компьютере.
simulator = Aer.get_backend('qasm_simulator')
result = execute(qc, simulator).result()
counts = result.get_counts(qc)
print(counts)
- Запуск на реальном квантовом компьютере:
Используйте IBM Quantum Experience для отправки задачи на выполнение на реальном квантовом компьютере.
from qiskit import IBMQ
IBMQ.load_account()
provider = IBMQ.get_provider(hub='ibm-q')
backend = provider.get_backend('ibmq_16_melbourne')
job = execute(qc, backend)
Продолжение обучения и исследований
Qiskit предоставляет широкие возможности для дальнейшего изучения и исследований в области квантового программирования. Рекомендуется изучить документацию Qiskit, пройти обучающие курсы и участвовать в сообществе, чтобы углубить свои знания и навыки в этой захватывающей области.
