מבוא ל-Qiskit

השם "Qiskit" הוא מונח כללי שמתייחס לאוסף כלי תוכנה להרצת תוכניות על מחשבים קוונטיים. הבולטים שבכלים האלה הם ה-Qiskit SDK בקוד פתוח וסביבת ה-runtime, שאליה ניגשים דרך IBM Quantum Compute Service (שנקרא בעבר Qiskit Runtime Service), ושדרכה אפשר להריץ עומסי עבודה על יחידות עיבוד קוונטיות (QPU) של IBM®. ככל שהטכנולוגיה הקוונטית מתפתחת, כך גם Qiskit, ובכל שנה משוחררות יכולות חדשות שמרחיבות את אוסף התוכנה הקוונטית הזה.

בנוסף, פרויקטים רבים בקוד פתוח הם חלק מהאקוסיסטם הרחב של Qiskit. כלי התוכנה האלה אינם חלק מ-Qiskit עצמו, אלא מתחברים אליו ויכולים לספק פונקציונליות נוספת בעלת ערך.

IBM מחויבת לפיתוח אחראי של מחשוב קוונטי. למדו עוד ועיינו בעקרונות הקוונטיים האחראיים שלנו בנושא מחשוב קוונטי אחראי.

ה-Qiskit SDK

ה-Qiskit SDK (שם החבילה qiskit) הוא SDK בקוד פתוח לעבודה עם מחשבים קוונטיים ברמה של מעגלים קוונטיים מורחבים (סטטיים, דינמיים ומתוזמנים), אופרטורים ו-primitives. הספרייה הזו היא הרכיב המרכזי של Qiskit; זו החבילה הגדולה ביותר תחת השם Qiskit, עם מערך הכלים הרחב ביותר למחשוב קוונטי, ורכיבים רבים אחרים מתחברים אליה.

כמה מהתכונות השימושיות ביותר של ה-Qiskit SDK כוללות:

• כלים לבניית מעגלים (qiskit.circuit) - לאתחול ולטיפול ברגיסטרים, מעגלים, הוראות, שערים, פרמטרים ואובייקטי בקרת זרימה.

• ספריית מעגלים (qiskit.circuit.library) - מגוון רחב של מעגלים, הוראות ושערים - אבני בניין מרכזיות לחישובים קוונטיים מבוססי מעגלים.

• ספריית Quantum info (qiskit.quantum_info) - ערכת כלים לעבודה עם מצבים קוונטיים, אופרטורים וערוצים, באמצעות חישובים מדויקים (ללא רעש דגימה). השתמשו במודול הזה כדי לציין observables קלט ולנתח את הנאמנות של הפלט משאילתות primitives.

• Transpiler (qiskit.transpiler) - להמרה והתאמה של מעגלים קוונטיים לטופולוגיה של התקן מסוים, ולאופטימיזציה להרצה על יחידות עיבוד קוונטיות (QPU) אמיתיות.

• Primitives (qiskit.primitives) - המודול שמכיל את ההגדרות הבסיסיות ואת המימושים המנחים של ה-primitives Sampler ו-Estimator, שמהם ספקי חומרה קוונטית שונים יכולים לגזור מימושים משלהם. מידע נוסף על ה-primitives של IBM Quantum יש בתיעוד.

התקנה

להקדמה מפורטת יותר להתקנת ה-Qiskit SDK, עיינו בדף ההתקנה. אם אתם מוכנים להתקין עכשיו, פשוט הריצו:

pip install qiskit

בנצ'מרקינג

בנצ'מרקינג חשוב להשוואת הביצועים היחסיים של תוכנה קוונטית בשלבים שונים של תהליך פיתוח. בדיקות בנצ'מרק לתוכנה קוונטית יכולות, למשל, לבחון את המהירות והאיכות של בנייה, טיפול ו-transpilation של מעגלים. IBM Quantum מחויבת לספק את ה-SDK בעל הביצועים הטובים ביותר שאפשר, ולכן ה-Qiskit SDK נבדק באמצעות יותר מ-1,000 בדיקות שפותחו על ידי אוניברסיטאות מובילות, מעבדות לאומיות וחוקרים ב-IBM. חבילת הבנצ'מרק ששימשה לבדיקות האלה, בשם Benchpress, זמינה עכשיו כחבילה בקוד פתוח. אפשר עכשיו להשתמש בחבילת Benchpress כדי לבצע ניתוח משלכם של ביצועי SDK קוונטי.

השלבים הבאים

המלצות

• למדו על ספריית המעגלים וההוראות הזמינה בספריית המעגלים של Qiskit.
• קראו על ה-Transpiler של Qiskit ועל האפשרויות הרבות ל-transpilation בסעיף Transpiler.
• גלו איך להשתמש בממשק ה-primitives כדי לייעל תכנות קוונטי.
• עיינו באקוסיסטם של Qiskit, שמארח פרויקטים בקוד פתוח שמתחברים ל-Qiskit ומרחיבים את הפונקציונליות שלו