Python Qiskit을 사용한 양자 컴퓨팅 소개

Quantum Computing은 큐브를 사용하여 정보를 처리하며 Qiskit 라이브러리는 기본 개념을 이해하고 실천하는 데 도움이 될 수 있습니다. 먼저 Qiskit 설치 : 명령 줄에 PIP 설치 Qiskit을 입력하십시오. 개발에 Jupyter 노트북을 사용하는 것이 좋습니다. 그런 다음 첫 번째 양자 회로를 만듭니다. 회로를 초기화하고 Hadamard 게이트를 추가하여 중첩 상태를 구현하고 결과를 측정하고 시뮬레이터를 실행하십시오. 출력 결과는 각각 약 50% 중 약 0과 1을 보여줍니다. Qiskit은 statevector_simulator 및 qasm_simulator와 같은 다양한 에뮬레이터를 제공합니다. IBM Quantum Experience를 통해 실제 양자 장치를 사용할 수 있지만 계정을 등록하고 API 토큰을 얻어야하며 대기열 및 소음 문제에주의를 기울여야합니다. 학습은 기본에서 시작하여 게이트 작동, 중첩 및 얽힘과 같은 개념을 이해하고, 벨 상태를 구축하려고 시도하고, 양자 순간 이동 및 양자 푸리에 변환을 시도하고, 자체 연구에 대한 Qiskit 공식 문서 및 교과서를 참조하십시오.

Quantum Computing은 신비하게 들리지만 실제로는 "큐 비트"를 사용하여 정보를 처리하는 방법입니다. Python의 Qiskit 라이브러리는 양자 컴퓨팅의 기본 개념을 처음부터 이해하고 연습하는 데 도움이 될 수 있습니다.

Qiskit을 설치하고 기본 환경을 구축하십시오

Qiskit을 재생하려면 먼저 설치해야합니다. 파이썬 환경을 설치 한 경우이 단계는 매우 간단합니다. 명령 줄 도구를 열고 다음을 입력하십시오.

 PIP 설치 Qiskit

설치가 완료되면 Jupyter 노트북 또는 일반 Python 스크립트에서 Qiskit 모듈을 가져올 수 있습니다. 시각화 효과가 더 좋고 디버깅도 편리하기 때문에 Jupyter가 권장됩니다.

설치 중에, 특히 가상 환경을 사용할 때 의존성 문제가 발생할 수 있습니다. 현재 --no-cache-dir 매개 변수를 추가하려고 시도 할 수 있습니다.

첫 번째 양자 회로를 만듭니다

Qiskit의 핵심은 양자 회로를 구축하고 실행하는 것입니다. 큐 비트 및 다양한 작동 게이트가있는 "회로도"라고 생각할 수 있습니다.

예를 들어 : 가장 간단한 양자 상태 중첩을 원합니다. 어떻게해야합니까? 단계는 다음과 같습니다.

• 1 개의 큐 비트 및 1 개의 클래식 비트를 포함하여 양자 회로를 초기화합니다 (결과를 측정하는 데 사용됨)
• qubit에 hadamard 게이트를 추가하여 중첩 상태로 들어가도록하십시오.
• 이 큐 비트를 측정하고 결과를 클래식 비트에 저장하십시오.

코드는 아마도 다음과 같습니다.

 Qiskit import QuantumCircuit, aer에서 실행

QC = QuantumCircuit (1, 1)
QC.H (0)
QC. Measure (0, 0)

Simulator = aer.get_backend ( 'qasm_simulator')
result = execute (QC, Simulator, Shots = 1000) .result ()
counts = result.get_counts (qc)
인쇄 (카운트)

실행 후 출력이 중첩 상태의 실시 예인 {'0': 500, '1': 500} 과 유사하다는 것을 알게됩니다.

시뮬레이터 대 실제 양자 장치

Qiskit은 Quantum 상태의 특정 값을 볼 수있는 statevector_simulator 와 같은 여러 다른 시뮬레이터를 제공하며 qasm_simulator 측정 결과를보기에 더 적합합니다.

그러나 실제 양자 컴퓨터를 사용하려면 어떻게해야합니까? IBM에는 Qiskit을 통해 액세스 할 수있는 공개적으로 사용 가능한 양자 장치가 있습니다. IBM Quantum Experience에 계정을 등록하고 API 토큰을받은 다음 다음 코드와 연결해야합니다.

 Qiskit Ibmq에서

IBMQ.enable_account ( 'API 토큰')
제공자 = ibmq.get_provider ()
Device = provider.get_backend ( 'ibmq_manila') # 예제 장치 이름

물론 실제 장비 자원이 제한되어 있으며 대기열을 큐를 타야 할 수도 있고 소음이 시뮬레이터의 소음보다 훨씬 크기 때문에 결과가 이상적이지 않습니다.

학습 경로 제안

처음 시작할 때 너무 복잡한 알고리즘을 작성하지 마십시오. 먼저, 도어 작동, 중첩 및 얽힘의 기본 개념을 이해하십시오. 작은 실험을 시도 할 수 있습니다.

• 종 상태를 만들고 두 큐 비트가 어떻게 얽히고 있는지 확인하십시오.
• 간단한 양자 순간 이동을 구현하십시오
• Quantum Fourier Transform (QFT)의 기본 논리에 대해 알아보십시오.

공식 Qiskit 문서는 매우 상세하며 사진과 텍스트가 풍부한 지원 Qiskit 교과서 도 있습니다.

기본적으로 그게 다야. 처음에는 약간의 추상적 인 느낌이 들지만 몇 가지 작은 회로를 작성한 후에는 천천히 직관을 쌓을 것입니다. 무의미하지만 무시하기 쉬운 것은 종종 측정 순서 및 비트 인덱싱과 같은 세부 사항입니다. 더 많은주의를 기울이면 갇히지 않을 것입니다.

위 내용은 Python Qiskit을 사용한 양자 컴퓨팅 소개의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!