דלג לתוכן הראשי

מדידת Qubits

Package versions

The code on this page was developed using the following requirements. We recommend using these versions or newer.

qiskit[all]~=2.3.0
qiskit-ibm-runtime~=0.43.1

כדי לקבל מידע על מצב ה-Qubit, אפשר למדוד אותו על סיבית קלאסית. ב-Qiskit, מדידות מבוצעות בבסיס החישובי, כלומר בסיס Pauli-ZZ חד-Qubit. לכן, מדידה מניבה 0 או 1, בהתאם לחפיפה עם מצבי הייגן של Pauli-ZZ, שהם ∣0⟩|0\rangle ו-∣1⟩|1\rangle:

∣q⟩→measure{0(outcome+1),with probability p0=∣⟨q∣0⟩∣2,1(outcome−1),with probability p1=∣⟨q∣1⟩∣2.|q\rangle \xrightarrow{measure}\begin{cases} 0 (\text{outcome}+1), \text{with probability } p_0=|\langle q|0\rangle|^{2}\text{,} \\ 1 (\text{outcome}-1), \text{with probability } p_1=|\langle q|1\rangle|^{2}\text{.} \end{cases}

מדידות אמצע-מעגל​

מדידות אמצע-מעגל הן מרכיב מרכזי של מעגלים דינמיים. לפני qiskit-ibm-runtime v0.43.0, measure היה הוראת המדידה היחידה ב-Qiskit. עם זאת, למדידות אמצע-מעגל יש דרישות כיוונון שונות ממדידות סופיות (מדידות המתרחשות בסוף מעגל). לדוגמה, עליך להתחשב במשך ההוראה בעת כיוונון מדידת אמצע-מעגל מכיוון שהוראות ארוכות יותר גורמות למעגלים רועשים יותר. אין צורך להתחשב במשך ההוראה עבור מדידות סופיות מכיוון שאין הוראות לאחר מדידות סופיות.

ב-qiskit-ibm-runtime v0.43.0, הוצגה הוראת MidCircuitMeasure. כפי שהשם מרמז, זוהי הוראת מדידה חדשה המותאמת למדידות אמצע-מעגל על ​​QPUs של IBM®.

הערה

הוראת MidCircuitMeasure ממופה להוראת measure_2 המדווחת ב-supported_instructions של ה-Backend. עם זאת, measure_2 אינה נתמכת בכל ה-Backends. השתמש ב-service.backends(filters=lambda b: "measure_2" in b.supported_instructions) כדי למצוא Backends התומכים בה. מדידות חדשות עשויות להתווסף בעתיד, אך הדבר אינו מובטח.

החלת מדידה על Circuit​

ישנן מספר דרכים להחיל מדידות על Circuit:

מתודת QuantumCircuit.measure​

השתמש במתודת measure כדי למדוד QuantumCircuit.

דוגמאות:

# Added by doQumentation — required packages for this notebook
!pip install -q qiskit qiskit-ibm-runtime
from qiskit import QuantumCircuit

qc = QuantumCircuit(5, 5)
qc.x(0)
qc.x(1)
qc.x(4)
qc.measure(
    range(5), range(5)
)  #  Measures all qubits into the corresponding clbit.
<qiskit.circuit.instructionset.InstructionSet at 0x7fdc54260490>
from qiskit import QuantumCircuit

qc = QuantumCircuit(3, 1)
qc.x([0, 2])
qc.measure(1, 0)  # Measure qubit 1 into the classical bit 0.
<qiskit.circuit.instructionset.InstructionSet at 0x7fdc54260820>

מחלקת Measure​

מחלקת Measure של Qiskit מודדת את ה-Qubits שצוינו.

from qiskit.circuit import Measure

qc = QuantumCircuit(3, 1)
qc.x([0, 1])
qc.append(Measure(), [0], [0])  # measure qubit 0 into clbit 0
<qiskit.circuit.instructionset.InstructionSet at 0x7fdc54260df0>

מתודת QuantumCircuit.measure_all​

כדי למדוד את כל ה-Qubits לתוך הסיביות הקלאסיות המתאימות, השתמש במתודת measure_all. כברירת מחדל, מתודה זו מוסיפה סיביות קלאסיות חדשות ב-ClassicalRegister כדי לאחסן מדידות אלה.

from qiskit import QuantumCircuit

qc = QuantumCircuit(3, 1)
qc.x([0, 2])
qc.measure_all()  # Measure all qubits.

מתודת QuantumCircuit.measure_active​

כדי למדוד את כל ה-Qubits שאינם בטלים, השתמש במתודת measure_active. מתודה זו יוצרת ClassicalRegister חדש בגודל השווה למספר ה-Qubits הלא-בטלים הנמדדים.

from qiskit import QuantumCircuit

qc = QuantumCircuit(3, 1)
qc.x([0, 2])
qc.measure_active()  # Measure qubits that are not idle, that is, qubits 0 and 2.

מתודת MidCircuitMeasure​

השתמש ב-MidCircuitMeasure כדי להחיל מדידת אמצע-מעגל (דורש qiskit-ibm-runtime v0.43.0 ואילך). בעוד שאפשר להשתמש ב-QuantumCircuit.measure עבור מדידת אמצע-מעגל, בשל עיצובה, MidCircuitMeasure היא בדרך כלל בחירה טובה יותר. לדוגמה, היא מוסיפה פחות תקורה ל-Circuit שלך בהשוואה לשימוש ב-QuantumCircuit.measure.

from qiskit import QuantumCircuit
from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService
from qiskit_ibm_runtime.circuit import MidCircuitMeasure
from qiskit.circuit import Measure

service = QiskitRuntimeService()
backend = service.least_busy(operational=True, simulator=False)

circ = QuantumCircuit(2, 2)
circ.x(0)
circ.append(MidCircuitMeasure(), [0], [0])
# circ.measure([0], [0])
# circ.measure_all()
print(circ.draw(cregbundle=False))
┌───┐┌────────────┐
q_0: ┤ X ├┤0           ├
     └───┘│            │
q_1: ─────┤  Measure_2 ├
          │            │
c_0: ═════╡0           ╞
          └────────────┘
c_1: ═══════════════════
Important notes
  • חייב להיות לפחות רגיסטר קלאסי אחד כדי להשתמש במדידות.
  • ה-Sampler primitive דורש מדידות Circuit. אפשר להוסיף מדידות Circuit עם ה-Estimator primitive, אך הן מתעלמות מהן.

הצעדים הבאים​

Recommendations