แนะนำ Qiskit

ชื่อ "Qiskit" เป็นคำทั่วไปที่หมายถึงชุดซอฟต์แวร์สำหรับรันโปรแกรมบนคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซอฟต์แวร์ที่โดดเด่นที่สุดคือ Qiskit SDK แบบโอเพนซอร์ส และสภาพแวดล้อมรันไทม์ ซึ่งเข้าถึงได้ผ่าน IBM Quantum Compute Service (เดิมชื่อ Qiskit Runtime Service) ที่คุณใช้รันเวิร์กโหลดบนหน่วยประมวลผลควอนตัม (QPU) ของ IBM® เมื่อเทคโนโลยีควอนตัมก้าวหน้า Qiskit ก็พัฒนาไปด้วย โดยมีความสามารถใหม่ออกมาทุกปีเพื่อขยายชุดซอฟต์แวร์ควอนตัมหลักนี้

นอกจากนี้ ยังมีโปรเจกต์โอเพนซอร์สจำนวนมากที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศ Qiskit ที่กว้างกว่า เครื่องมือซอฟต์แวร์เหล่านี้ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของ Qiskit เอง แต่เชื่อมต่อกับ Qiskit และให้ฟังก์ชันเพิ่มเติมที่มีประโยชน์ได้

IBM มุ่งมั่นพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างมีความรับผิดชอบ ดูข้อมูลเพิ่มเติมและอ่านหลักการควอนตัมที่รับผิดชอบของเราได้ที่หัวข้อคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างมีความรับผิดชอบ

Qiskit SDK

Qiskit SDK (ชื่อแพ็กเกจ qiskit) เป็น SDK แบบโอเพนซอร์สสำหรับทำงานกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมในระดับของ quantum circuit แบบขยาย (สถิต ไดนามิก และแบบกำหนดเวลา) ตัวดำเนินการ และ primitives ไลบรารีนี้เป็นองค์ประกอบหลักของ Qiskit เป็นแพ็กเกจที่ใหญ่ที่สุดภายใต้ชื่อ Qiskit และมีชุดเครื่องมือสำหรับการคำนวณควอนตัมที่กว้างที่สุด และองค์ประกอบอื่นอีกมากมายเชื่อมต่อกับมัน

คุณสมบัติที่มีประโยชน์ที่สุดบางส่วนของ Qiskit SDK ได้แก่:

• เครื่องมือสร้าง Circuit (qiskit.circuit) - สำหรับเริ่มต้นและจัดการรีจิสเตอร์ circuit คำสั่ง Gate พารามิเตอร์ และออบเจกต์ควบคุมการไหล

• ไลบรารี Circuit (qiskit.circuit.library) - circuit คำสั่ง และ Gate หลากหลายรูปแบบ ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของการคำนวณควอนตัมแบบ circuit

• ไลบรารี Quantum info (qiskit.quantum_info) - ชุดเครื่องมือสำหรับทำงานกับสถานะควอนตัม ตัวดำเนินการ และแชนเนล โดยใช้การคำนวณที่แม่นยำ (ไม่มี sampling noise) ใช้โมดูลนี้เพื่อระบุ observable อินพุตและวิเคราะห์ fidelity ของเอาต์พุตจากการเรียก primitives

• Transpiler (qiskit.transpiler) - สำหรับแปลงและปรับ circuit ควอนตัมให้เหมาะกับโทโพโลยีของอุปกรณ์เฉพาะ และเพิ่มประสิทธิภาพการรันบนหน่วยประมวลผลควอนตัม (QPU) จริง

• Primitives (qiskit.primitives) - โมดูลที่มีนิยามพื้นฐานและการทำงานอ้างอิงของ Sampler และ Estimator primitives ซึ่งผู้ให้บริการฮาร์ดแวร์ควอนตัมแต่ละรายสามารถสืบทอดไปทำการทำงานของตนเองได้ ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ IBM Quantum primitives ในเอกสาร

การติดตั้ง

สำหรับการแนะนำการติดตั้ง Qiskit SDK แบบละเอียดยิ่งขึ้น ดูหน้าการติดตั้ง หากพร้อมติดตั้งตอนนี้ เพียงรัน:

pip install qiskit

การทำ Benchmark

การทำ Benchmark มีความสำคัญต่อการเปรียบเทียบประสิทธิภาพสัมพัทธ์ของซอฟต์แวร์ควอนตัมในแต่ละขั้นของเวิร์กโฟลว์การพัฒนา เช่น การทดสอบ benchmark ของซอฟต์แวร์ควอนตัมอาจดูความเร็วและคุณภาพของการสร้าง จัดการ และ transpile circuit IBM Quantum มุ่งมั่นส่งมอบ SDK ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเท่าที่เป็นไปได้ และเพื่อการนั้น Qiskit SDK จึงถูกทำ benchmark ด้วยการทดสอบกว่า 1,000 รายการที่พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยชั้นนำ ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ และนักวิจัยที่ IBM ชุด benchmark ที่ใช้สำหรับการทดสอบเหล่านี้ ชื่อ Benchpress ปัจจุบันเปิดให้ใช้เป็นแพ็กเกจโอเพนซอร์ส คุณสามารถใช้แพ็กเกจ Benchpress เพื่อวิเคราะห์ประสิทธิภาพของ quantum SDK ด้วยตนเองได้แล้ว

ขั้นตอนถัดไป

คำแนะนำ

• เรียนรู้เกี่ยวกับไลบรารีของ circuit และคำสั่งที่มีใน Qiskit circuit library
• อ่านเกี่ยวกับ Qiskit transpiler และตัวเลือกมากมายสำหรับการ transpile ในส่วน Transpiler
• ดูวิธีใช้primitive interface เพื่อทำให้การเขียนโปรแกรมควอนตัมคล่องตัวขึ้น
• ดูระบบนิเวศ Qiskit ซึ่งรวบรวมโปรเจกต์โอเพนซอร์สที่เชื่อมต่อและขยายฟังก์ชันของ Qiskit