שלום עולם: המעגל הקוונטי הראשון שלך

בנה מצב Bell (שני קיוביטים שזורים) והפעל אותו בשלוש דרכים:

1. סימולציה אידיאלית — תוצאות מושלמות, ללא צורך בחשבון
2. סימולציה עם רעש — מדמה מכשיר אמיתי, ללא צורך בחשבון
3. חומרה קוונטית אמיתית — דורש חשבון IBM Quantum חינמי (שלבי ההגדרה למטה)

בניית המעגל

# 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")

אפשרות 1: סימולציה אידיאלית (ללא צורך בחשבון)

משתמש ב-StatevectorSampler — סימולטור מקומי עם תוצאות מושלמות, ללא רעש.

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)

אפשרות 2: סימולציה עם רעש (ללא צורך בחשבון)

משתמש ב-FakeManilaV2 — סימולטור מקומי המחקה מכשיר IBM Quantum אמיתי, כולל מאפייני הרעש שלו. המעגל חייב להיות מותאם (transpiled) תחילה לסט השערים וחיבוריות הקיוביטים של המכשיר.

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)

אפשרות 3: חומרה קוונטית אמיתית

דורש חשבון IBM Quantum חינמי. כדי להגדיר חשבון:

1. הירשם ב-quantum.cloud.ibm.com/registration — ללא צורך בכרטיס אשראי ב-30 הימים הראשונים
2. התחבר ב-quantum.cloud.ibm.com ובחר את האזור us-east (נדרש עבור ה-Open Plan החינמי)
3. צור instance (Open Plan חינמי) ב-Instances אם עדיין אין לך אחד
4. צור מפתח API ב-quantum.cloud.ibm.com (או ב-cloud.ibm.com/iam/apikeys)
5. העתק את ה-CRN שלך (Cloud Resource Name) מדף ה-Instances שלך

לאחר מכן, אם עדיין לא שמרת את האישורים שלך בסשן Binder זה, הפעל את התא למטה. החלף את <your-api-key> במפתח ה-API משלב 4, ואת <your-crn> ב-CRN משלב 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,
)

הערה: משימות על חומרה אמיתית עשויות לקחת זמן בהתאם לזמני התור. אם התא עדיין פועל, תוכל לבדוק את סטטוס המשימה שלך ולראות את התוצאות ב-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)

מה הלאה?

• Tutorials — מדריכים שלב-אחר-שלב על אלגוריתמים, הפחתת שגיאות, transpilation ועוד
• Guides — חומר עיון להפעלת מעגלים, primitives ו-Qiskit Runtime
• Courses — מסלולי לימוד מובנים מיסודות הקוונטום לחישוב בקנה מידה שימושי
• Modules — מודולים מושגיים מעמיקים במדעי המחשב ומכניקת הקוונטום