Hello World: Tvůj první kvantový Circuit

Sestav Bellův stav (dva provázané qubity) a spusť ho třemi způsoby:

1. Ideální simulace — dokonalé výsledky, účet není potřeba
2. Simulace se šumem — simuluje reálné zařízení, účet není potřeba
3. Skutečný kvantový hardware — vyžaduje bezplatný IBM Quantum účet (postup nastavení níže)

Sestav Circuit

# 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")

Možnost 1: Ideální simulace (bez účtu)

Používá StatevectorSampler — lokální simulátor s dokonalými výsledky bez šumu.

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)

Možnost 2: Simulace se šumem (bez účtu)

Používá FakeManilaV2 — lokální simulátor, který napodobuje reálné IBM kvantové zařízení včetně jeho šumových charakteristik. Circuit musí být nejprve transpilován (přizpůsoben) na sadu Gate a konektivitu Qubitů daného zařízení.

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)

Možnost 3: Skutečný kvantový hardware

Vyžaduje bezplatný IBM Quantum účet. Jak si ho vytvořit:

1. Zaregistruj se na quantum.cloud.ibm.com/registration — pro prvních 30 dní není vyžadována platební karta
2. Přihlas se na quantum.cloud.ibm.com a vyber region us-east (povinné pro bezplatný Open Plan)
3. Na stránce Instances vytvoř instanci (bezplatný Open Plan), pokud ještě žádnou nemáš
4. Na quantum.cloud.ibm.com (nebo na cloud.ibm.com/iam/apikeys) vytvoř API klíč
5. Zkopíruj svůj CRN (Cloud Resource Name) ze stránky Instances

Poté, pokud jsi své přihlašovací údaje v této Binder relaci ještě neuložil, spusť níže uvedenou buňku. Nahraď <your-api-key> API klíčem z kroku 4 a <your-crn> hodnotou CRN z kroku 5.

from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService

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

Poznámka: Úlohy na skutečném hardwaru mohou trvat určitou dobu v závislosti na čekacích dobách fronty. Pokud buňka stále běží, můžeš zkontrolovat stav své úlohy a zobrazit výsledky na 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)

Co dál?

• Tutoriály — podrobné průvodce algoritmy, potlačením chyb, transpilací a dalšími tématy
• Průvodci — referenční materiály ke spouštění Circuit, primitiv a Qiskit Runtime
• Kurzy — strukturované vzdělávací cesty od základů kvantového světa po výpočty v utility měřítku
• Moduly — hlubší koncepční moduly z informatiky a kvantové mechaniky