טבלת תכונות OpenQASM 3

להלן רשימה של תכונות השפה OpenQASM 3.

לפרטים נוספים על יכולות אלה, ראו את המפרט החי של OpenQASM 3.X.

מקרא:

• ❌ לא נתמך
• 🟡 תמיכה חלקית
• ✅ נתמך

המשמעות של סימן "נתמך" מלא תלויה בעמודה:

• Qiskit SDK: ניתן לפרסר את התכונה באמצעות qiskit.qasm3.loads (על ידי שימוש בתוסף qiskit-qasm3-import), לייצג אותה ב-QuantumCircuit, ולייצא ל-OpenQASM 3 באמצעות qiskit.qasm3.dumps.

• IBM Qiskit Runtime: Circuit המכיל את תכונת Qiskit המתאימה יכול להתבצע בהצלחה על חומרה דרך IBM® Qiskit Runtime.

המשמעות של "תמיכה חלקית" תלויה בדרך כלל בהערות המקושרות.

הערה

השיטה הנפוצה ביותר להגשת Circuits ל-IBM Qiskit Runtime היא ליצור את ה-Circuit בממשק Python-space של Qiskit SDK. Circuits שנבנים ומוגשים בצורה זו אינם צריכים להיטען מקבצי OpenQASM 3 ל-Qiskit SDK.

אם אינך משתמש ב-OpenQASM 3 ישירות, תוכל להשתמש בבטחה בתכונות שנתמכות לייצוג ב-Qiskit SDK, ייצוא ל-OpenQASM 3 והגשה ל-IBM Qiskit Runtime. זה כולל תכונות שלא ניתן לטעון אותן ב-Qiskit SDK מ-OpenQASM 3.

תכונת OpenQASM 3	תכונת Qiskit SDK	Qiskit SDK	IBM Qiskit Runtime	הערות
comments		✅	✅	1
QASM vstring		✅	✅	1
include		🟡	❌	1, 7
unicode names		✅	✅
qubit	Qubit and QuantumRegister	✅	🟡	2
bit	Clbit and ClassicalRegister	✅	✅	3
bool	expr.Var and classical expressions	🟡	✅	4
int		❌	✅	4
uint	expr.Var and classical expressions	🟡	✅	4
float	expr.Var and classical expressions	🟡	🟡	4
angle	Implicit, as gate parameters	❌	🟡	4
complex		❌	❌	4
const		❌	❌	4
pi/π/tau/τ/euler/ℇ	Constant-folded into gate parameters	✅	✅
Aliasing: let	Quantum and classical registers	🟡	❌	5
register concatenation	Quantum and classical registers	🟡	❌	5
casting	expr.Cast classical expressions	🟡	🟡	4
duration		❌	❌
durationof		❌	❌
ns/µs/us/ms/s/dt	Durations of delay and box	✅	✅	6
stretch	expr.Stretch	🟡	🟡	4, 6
delay	Delay/QuantumCircuit.delay	✅	✅	6
barrier	Barrier/QuantumCircuit.barrier	✅	✅
box	BoxOp/QuantumCircuit.box	✅	❌	6
Built-in U	UGate/QuantumCircuit.u	✅	✅
gate		🟡	🟡	7
gphase	QuantumCircuit.global_phase	🟡	❌	7
ctrl @/ negctrl @	AnnotatedOperation	🟡	❌	7
inv @	AnnotatedOperation	🟡	❌	7
pow(k) @	AnnotatedOperation	🟡	❌	7
reset	Reset/QuantumCircuit.reset	✅	✅
measure	Measure/QuantumCircuit.measure	✅	✅
bit operations		🟡	✅	4
boolean operations		🟡	✅	4
arithmetic expressions		🟡	🟡	4
comparisons		🟡	✅	4
if	QuantumCircuit.if_test	✅	✅	8
else	QuantumCircuit.if_test	✅	✅	8
else if	QuantumCircuit.if_test	✅	❌	8
for loops	QuantumCircuit.for_loop	🟡	❌	8
while loops	QuantumCircuit.while_loop	✅	❌	8
continue	QuantumCircuit.continue_loop	🟡	❌	8
break	QuantumCircuit.break_loop	🟡	❌	8
return		❌	❌
extern		❌	❌
def subroutines (classical)		❌	❌
def subroutines (quantum)		❌	❌
input	QuantumCircuit.add_input	✅	🟡	4, 9
output		❌	❌

הערות

1. לתכונות תוכנית OpenQASM 3 אלה אין השפעה על הביצוע ו-Qiskit מסיר אותן כחלק מפרסור הקבצים. ניתן להגיש קבצים שמשתמשים בהן אך הן לא יהיו בעלות השפעה. לגבי קבצי include, stdgates.inc נתמך כרגע כקלט ל-Qiskit, וביצוע על Backend דורש תמיד שה-Circuits יהיו מקומפלים ל-Instruction Set Architecture (ISA) של ה-Backend, שם קבצי include אינם רלוונטיים.

2. Qiskit SDK תומך בפרסור ושמירת קבצי OpenQASM 3 עם כל הצהרות qubit. לביצוע על חומרה, רק Circuits המוגדרים במונחים של Qubits חומרתיים (לדוגמה, $0) תקפים. Qiskit SDK מייצר אוטומטית OpenQASM 3 במונחים של מזהי ה-Qubit החומרתיים הנתמכים אם ה-Circuit עבר Transpile עבור Backend עם מידע פריסה.

3. הצהרות משתנים מסוג bit ו-bit[n] ב-Qiskit SDK מתאימות להצהרות Clbit ו-ClassicalRegister.

4. החל מיולי 2025, Qiskit SDK יכול לייצג משתנים מקומיים ממגוון מוגבל של סוגים, יכול לייצג פעולות runtime רבות על אובייקטים אלה, ותומך בייצואם ל-OpenQASM 3. עם זאת, Qiskit SDK (דרך qiskit-qasm3-import v0.6.0) אינו תומך בפרסור קבצי OpenQASM 3 המכילים הצהרות משתנים, ויש לו תמיכה מוגבלת מאוד בפרסור ביטויי משתנים. באופן כללי, רוב מה שניתן לייצג ב-Qiskit במערכת הביטויים שלו ניתן לביצוע על חומרת Circuits דינמית מתאימה, אפילו אם הביטוי לא ניתן עדיין לפרסור ב-Qiskit SDK. ראו את תיעוד Qiskit של המודול qiskit.circuit.classical לקבלת המידע העדכני ביותר.

5. Qiskit SDK יכול לייצג כינוי רגיסטר הן לרגיסטרים קוונטיים והן לקלאסיים, אך מאוד מומלץ להימנע משימוש בכינוי של רגיסטרים קלאסיים. רוב הביטויים על רגיסטרים קלאסיים אינם עובדים עם כינויים, ורגיסטרים קלאסיים עם כינוי אינם נתמכים לביצוע על חומרה. הפרסר OpenQASM 3 של Qiskit יכול לפתור הצהרות כינוי let שמקשרות את תוצאת שרשור רגיסטרים.

6. Qiskit SDK תומך בעיכובים מפורשים דרך QuantumCircuit.delay, ו-Circuit boxes (QuantumCircuit.box) יכולים גם כן לקבל משכי זמן מפורשים. משכי זמן אלה יכולים לכלול ביטויים קלאסיים של משתני stretch. Qiskit SDK (החל מיולי 2025 דרך qiskit-qasm3-import v0.6.0) אינו תומך בפרסור הצהרות מסוג duration או סוג stretch מקבצי OpenQASM 3. לחומרה יש תמיכה מוגבלת במשכי זמן הכוללים stretch.

7. יש לבצע Transpile ל-Circuits ל-ISA של ה-Backend כדי להריץ אותם על חומרת IBM. דבר זה מונע מהגדרות gate מותאמות אישית ומבנים ברמה גבוהה יותר כמו מגדלי Gate (כגון inv @) להיות תקפים לביצוע על חומרה ישירות, אך תהליך ה-transpile פותר אותם ל-Circuits ISA תקפים. Qiskit SDK (החל מיולי 2025, דרך qiskit-qasm3-import v0.6.0) יעריך מגדלי Gate בנחישות במהלך הפרסור, כך שאלה לא יהיו גלויים ב-QuantumCircuit המתקבל, עם עלות runtime פוטנציאלית.

8. Qiskit SDK יכול לייצג זרימת בקרה מובנית ולייצא אותה ל-OpenQASM 3. הצהרות continue ו-break יכולות מבחינה טכנית להיות מיוצגות ב-Qiskit, אך אינן נתמכות היטב אפילו בתוך Qiskit SDK. לולאות for ב-Qiskit v2.1.0 אינן נתמכות היטב. זרימת בקרה מקוננת (כמו if בתוך if אחר, או הצהרת else if) אינה זכאית לביצוע על חומרה.

9. Qiskit SDK תומך בהצהרת כל סוג קלאסי נתמך כמשתנה input על ה-Circuit. משתנים כאלה אינם זכאים כרגע לביצוע על חומרה, ולא ניתן לטעון אותם על ידי ייבאן OpenQASM 3 של Qiskit. אובייקטי Parameter לא קשורים הקיימים ב-QuantumCircuit מיוצאים כמשתני input float[64]. אפשרויות תצורת runtime מסוימות יכולות לאפשר ביצוע של Circuits כאלה על חלק מה-Backends.

הצעדים הבאים

המלצות

• למד כיצד ליצור קוד OpenQASM באמצעות IBM Quantum Composer.
• ראו את עמוד ה-API של OpenQASM 3 Qiskit.
• ראו את עמוד ה-API של OpenQASM 2 Qiskit.
• עיינו בנושא אמת את התוכנית שלך.
• בקרו ב-מפרט החי של OpenQASM.