Úvod do Qiskit
Název „Qiskit“ je obecný pojem označující soubor softwaru pro spouštění programů na kvantových počítačích. Nejvýznamnější z těchto nástrojů jsou open-source Qiskit SDK a běhové prostředí, ke kterému se přistupuje prostřednictvím IBM Quantum Compute Service (dříve známé jako Qiskit Runtime Service) a v němž můžeš spouštět úlohy na kvantových procesorech (QPU) IBM®. S vývojem kvantové technologie se vyvíjí i Qiskit a každý rok přináší nové funkce, které tuto základní sadu kvantového softwaru rozšiřují.
Kromě toho je součástí širšího ekosystému Qiskit mnoho open-source projektů. Tyto softwarové nástroje nejsou součástí samotného Qiskit, ale komunikují s ním a mohou poskytnout cennou další funkcionalitu.
IBM se zavazuje k odpovědnému rozvoji kvantového počítání. Více se dozvíš a naše zásady odpovědného kvantového počítání si můžeš přečíst v tématu Odpovědné kvantové počítání.
Qiskit SDK
Qiskit SDK (název balíčku qiskit) je open-source SDK pro práci s kvantovými počítači na úrovni rozšířených (statických, dynamických a plánovaných) kvantových obvodů, operátorů a primitiv. Tato knihovna je jádrem Qiskit; je to největší balíček pod názvem Qiskit s nejširší sadou nástrojů pro kvantové výpočty a mnoho dalších komponent s ní komunikuje.
Mezi nejužitečnější funkce Qiskit SDK patří:
-
Nástroje pro tvorbu obvodů (
qiskit.circuit) - Pro inicializaci a manipulaci s registry, obvody, instrukcemi, hradly, parametry a objekty řízení toku. -
Knihovna obvodů (
qiskit.circuit.library) - Široká škála obvodů, instrukcí a hradel - klíčové stavební prvky pro kvantové výpočty založené na obvodech. -
Knihovna Quantum info (
qiskit.quantum_info) - Sada nástrojů pro práci s kvantovými stavy, operátory a kanály pomocí přesných výpočtů (bez šumu vzorkování). Tento modul použij ke specifikaci vstupních pozorovatelných a k analýze věrnosti výstupů z dotazů na primitiva. -
Transpilátor (
qiskit.transpiler) - Pro transformaci a přizpůsobení kvantových obvodů konkrétní topologii zařízení a optimalizaci pro spuštění na reálných kvantových procesorech (QPU). -
Primitiva (
qiskit.primitives) - Modul obsahující základní definice a referenční implementace primitiv Sampler a Estimator, z nichž mohou různí poskytovatelé kvantového hardwaru odvozovat vlastní implementace. Další informace o primitivech IBM Quantum najdeš v dokumentaci.
Instalace
Podrobnější úvod k instalaci Qiskit SDK najdeš na stránce o instalaci. Pokud jsi připravený(á) nainstalovat ho hned, jednoduše spusť:
pip install qiskit
Benchmarking
Benchmarking je důležitý pro porovnání relativního výkonu kvantového softwaru v různých fázích vývojového procesu. Benchmarkingové testy kvantového softwaru mohou například sledovat rychlost a kvalitu tvorby, manipulace a transpilace obvodů. IBM Quantum se zavazuje poskytovat co nejvýkonnější SDK, a proto je Qiskit SDK testován více než 1 000 testy vyvinutými předními univerzitami, národními laboratořemi a výzkumníky z IBM. Sada benchmarků použitá pro tyto testy, nazvaná Benchpress, je nyní dostupná jako open-source balíček. Balíček Benchpress můžeš nyní použít k vlastní analýze výkonu kvantových SDK.
Další kroky
- Seznam se s knihovnou obvodů a instrukcí dostupnou v knihovně obvodů Qiskit.
- Přečti si o transpilátoru Qiskit a mnoha možnostech transpilace v sekci Transpilátor.
- Zjisti, jak pomocí rozhraní primitiv zjednodušit kvantové programování.
- Prohlédni si ekosystém Qiskit, který hostuje open-source projekty komunikující s Qiskit a rozšiřující jeho funkcionalitu.