Úvod do služeb IBM Quantum

Kromě open-source nástrojů Qiskit SDK, doplňků Qiskit a dalších nástrojů integrujících QPU do výpočetních prostředí nabízí IBM Quantum® několik služeb pro kvantové výpočty. Tato stránka poskytuje přehled těchto služeb a odkazy pro zahájení práce s nimi.

IBM Quantum Compute Service

IBM Quantum Compute Service, dříve nazývaná Qiskit Runtime Service, je cloudová služba pro provádění kvantových výpočtů na hardwaru IBM Quantum. Balíček qiskit-ibm-runtime je klientem pro tuto službu a je nástupcem Qiskit IBM Provider. Quantum Compute zefektivňuje kvantové výpočty a poskytuje optimální implementace základních tříd primitiv Qiskit pro hardware IBM Quantum. Chceš-li začít s primitivy IBM Quantum, navštiv dokumentaci.

Quantum Compute je navržen tak, aby využíval další klasické a kvantové výpočetní zdroje, včetně technik jako je potlačení chyb a zmírnění chyb, a vrátil výsledek vyšší kvality z provádění kvantových obvodů na kvantových procesorech. Příklady zahrnují dynamické oddělování (dynamical decoupling) pro potlačení chyb a zmírnění chyb čtení a extrapolaci nulového šumu (ZNE) pro zmírnění chyb. Zjisti, jak tyto možnosti konfigurovat na stránce Konfigurace zmírnění chyb.

Quantum Compute také obsahuje tři typy režimů provádění pro spouštění kvantového programu na hardwaru IBM®: Job, Session a Batch, z nichž každý má různé případy použití a důsledky pro frontu kvantových úloh. Job je jednorázový dotaz na primitivum, který lze spustit pro zadaný počet opakování (shots). Sessiony umožňují efektivně spouštět více úloh v iterativních pracovních postupech na kvantových počítačích. Batch mode umožňuje odeslat všechny úlohy najednou pro paralelní zpracování. Upozorňujeme, že uživatelé plánu Open Plan nemohou odesílat session úlohy.

Pro rychlou instalaci klienta IBM Quantum Compute spusť následující příkaz:

pip install qiskit-ibm-runtime

Vývojové prostředí pro vytváření kvantových programů si nastavíš podle stránky instalace.

Je Quantum Compute open-source?

Krátká odpověď je: ne celý. Software, který zpracovává technické záležitosti spouštění tvého kvantového programu na zařízení IBM Quantum (včetně jakéhokoli zmírnění a potlačení chyb), není open-source. Nicméně klientská softwarová knihovna qiskit-ibm-runtime (což je rozhraní pro uživatele k přístupu k IBM Quantum Compute Service), Qiskit SDK běžící na straně serveru a část softwaru používaného pro zmírnění chyb, jsou open-source. Chceš-li se zapojit do open-source snah Qiskit, navštiv naši organizaci na GitHubu na github.com/Qiskit a github.com/Qiskit-Extensions.

IBM Quantum Platform

IBM Quantum Platform poskytuje jednotné prostředí pro správu uživatelů a organizací, konfiguraci přístupových plánů, zobrazování a organizování úloh odeslaných do Quantum Compute a monitorování aktivity systému. Platforma, navržená pro podporu týmů od individuálních výzkumníků až po programy podnikového rozsahu, centralizuje přístup k flotile kvantových procesorů (QPU) IBM a přidruženým službám. Správci mohou spravovat členství a oprávnění, konfigurovat nároky a dohlížet na využití, zatímco vývojáři těží z konzistentního rozhraní pro interakci s kvantovými systémy.

Pro spouštění kvantových úloh si uživatelé vytvářejí instanci v rámci platformy. Každá instance poskytuje vlastní Cloud Resource Name (CRN), který je vyžadován pro odesílání úloh do dostupných QPU. Po konfiguraci mohou uživatelé vybírat nebo upravovat přístupové plány, sledovat provádění úloh, analyzovat protokoly a bezproblémově integrovat platformu do svých vývojových pracovních postupů. Dohromady tyto schopnosti dělají z IBM Quantum Platform řídicí centrum pro přístup k QPU a provádění kvantových aplikací.

Pro více podrobností si přečti dokumentaci pro nastavení pro zahájení práce s IBM Quantum Platform.

Spravované workflowy

Používej managed workflows při vytváření kvantových aplikací v užitkovém měřítku, abys zvládl různorodé požadavky na výpočetní zdroje. Managed workflows spouštějí tvůj vlastní kód v Pythonu na klasických výpočetních zdrojích, které za tebe spravuje IBM Quantum Platform, spolu s kvantovým hardwarem. Managed workflow také spravuje prostředí: nastaví úložiště a před spuštěním tvé úlohy nainstaluje a předkompiluje všechny balíčky. Managed workflow použij k tomu, abys:

• Udržování dlouhotrvajících pracovních zátěží v cloudu, i když je tvůj laptop vypnutý

• Používal uzly s velkou pamětí a GPU výběrem výpočetního profilu

• Paralelizaci klasických úkolů, jako je předzpracování a postprocesing

• Nasazení znovupoužitelných programů v cloudu

Chceš-li začít, přečti si Managed workflows.

Qiskit Functions

Qiskit Functions (qiskit-ibm-catalog.QiskitFunctionsCatalog) jsou abstrahované služby navržené k urychlení objevování algoritmů a prototypování aplikací. Prozkoumej Katalog funkcí Qiskit, včetně:

• Circuit functions: Služby zahrnující transpilaci, potlačení chyb, zmírnění chyb a techniky postprocesingu, které přijímají abstraktní obvody a požadované pozorovatelné veličiny jako vstup. S Circuit functions mohou uživatelé objevovat nové algoritmy a aplikace, aniž by museli spravovat transpilaci nebo výkon kvantového hardwaru.

• Application functions: Služby zahrnující celé kvantové pracovní postupy, od mapování klasického na kvantové, přes optimalizaci pro hardware, provádění na hardwaru, až po postprocesing. Uživatelé mohou prototypovat průmyslové aplikace se vstupy a výstupy známými z jejich domény.

Více podrobností najdeš v dokumentaci Qiskit Functions.

Členové plánů Premium Plan, Flex Plan a On-Prem (přes IBM Quantum Platform API) mohou okamžitě přistupovat k funkcím poskytovaným IBM, nebo si zakoupit licence pro funkce poskytované partnery přímo od těchto partnerů.

Katalog lze nainstalovat přes pip:

pip install qiskit-ibm-catalog