Qiskit

Qiskit Terra надає інструменти для створення квантової схеми на рівні квантового машинного коду або близького до нього.[12]

Це дозволяє будувати процеси, що працюють на квантовому обладнанні, виключно з точки зору квантових вентилів. Він також надає інструменти, що дозволяють оптимізувати квантові схеми для певного пристрою, а також керувати партіями завдань та запускати їх на квантових пристроях та тренажерах з віддаленим доступом.

Далі наведено простий приклад Qiskit Terra. При цьому квантова схема, яка створюється для двох кубітів, складається з квантових вентилів, необхідних для створення стану Белла. Потім квантова схема закінчується квантовими вимірюваннями, які витягують біт з кожного кубіта.

from qiskit import QuantumCircuit, Aer, execute

qc = QuantumCircuit(2, 2)

qc.h(0)
qc.cx(0, 1)
qc.measure([0,1], [0,1])

Після створення квантової схеми її можна запускати на серверній системі (або квантовому обладнанні, або симуляторі). У наступному прикладі використовується локальний симулятор.

backend = Aer.get_backend("qasm_simulator")
job_sim = execute(qc, backend)
sim_result = job_sim.result()
print(sim_result.get_counts(qc))

Остаточний оператор print покаже результати, повернуті серверною базою. Це словник Python, який описує бітові рядки, отримані в результаті декількох прогонів квантової схеми. У квантовій схемі, що використовується в цьому прикладі, бітові рядки '00' та '11' повинні бути єдино можливими результатами і повинні відбуватися з однаковою ймовірністю. Тому для повних результатів вибірки, як правило, розділяються приблизно порівну між ними, наприклад {'00':519, '11':505} .

Експерименти, проведені на квантовому обладнанні за допомогою Qiskit Terra, використовувались у багатьох наукових роботах,[13] наприклад, в тестах на квантову корекцію помилок[14],[15] генерацію заплутанності[16] та моделювання динаміки, далекої від рівноваги[17].

Qiskit Aqua пропонує інструменти, якими можна користуватися без явного квантового програмування, які потрібні самому користувачу.[18] На даний момент підтримує застосування в хімії, ШІ, оптимізації та фінансах. Користувачі можуть створювати проблеми та отримувати результати, визначені за допомогою стандартних інструментів у цих доменах, таких як PySCF для хімії. Потім Qiskit Aqua реалізує відповідний квантовий алгоритм.

Найближчим часом розробка квантового програмного забезпечення в основному залежатиме від моделювання малих квантових пристроїв. Для Qiskit це забезпечується компонентом Aer. Це забезпечує симулятори, розміщені локально на пристрої користувача, а також ресурси високопродуктивних обчислень, доступні через хмару.[19] Симулятори можуть також імітувати вплив шуму для простих і складних моделей шуму.[20]

Ignis - це компонент, який містить інструменти для характеристики шуму в короткострокових пристроях, а також дозволяє проводити обчислення в присутності шуму. Сюди входять інструменти для порівняльного оцінювання короткочасних пристроїв, зменшення помилок та виправлення помилок.[21]