Qiskit Runtime

qiskit_ibm_runtime

Módulos relacionados a Qiskit Runtime IBM Client.

Qiskit Runtime é uma nova arquitetura que simplifica os cálculos que exigem muitas iterações. Esses experimentos serão executados de forma significativamente mais rápida em seu processo híbrido quântico/clássico aprimorado.

Primitivas e sessões

Qiskit Runtime tem duas primitivas predefinidas: Sampler e Estimator. Essas primitivas oferecem uma interface simplificada para a execução de tarefas fundamentais de computação quântica e, ao mesmo tempo, levam em conta os mais recentes desenvolvimentos em hardware e software quânticos.

Qiskit Runtime também tem o conceito de uma sessão. Os trabalhos enviados em uma sessão são priorizados pelo agendador. Uma sessão permite que você faça chamadas iterativas para o computador quântico com mais eficiência.

Veja a seguir um exemplo de uso de primitivos em uma sessão:

from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService, Session
from qiskit_ibm_runtime import SamplerV2 as Sampler
from qiskit_ibm_runtime import EstimatorV2 as Estimator
from qiskit.circuit.library import real_amplitudes
from qiskit.circuit import QuantumCircuit, QuantumRegister, ClassicalRegister
from qiskit.quantum_info import SparsePauliOp
from qiskit.transpiler.preset_passmanagers import generate_preset_pass_manager

# Initialize account.
service = QiskitRuntimeService()

# Prepare inputs.
psi = real_amplitudes(num_qubits=2, reps=2)
H1 = SparsePauliOp.from_list([("II", 1), ("IZ", 2), ("XI", 3)])
theta = [0, 1, 1, 2, 3, 5]
# Bell Circuit
qr = QuantumRegister(2, name="qr")
cr = ClassicalRegister(2, name="cr")
qc = QuantumCircuit(qr, cr, name="bell")
qc.h(qr[0])
qc.cx(qr[0], qr[1])
qc.measure(qr, cr)

backend = service.least_busy(operational=True, simulator=False)
pm = generate_preset_pass_manager(target=backend.target, optimization_level=1)

bell_isa_circuit = pm.run(qc)
psi_isa_circuit = pm.run(psi)
isa_observables = H1.apply_layout(psi_isa_circuit.layout)

with Session(backend=backend) as session:
    # Submit a request to the Sampler primitive within the session.
    sampler = Sampler(mode=session)
    job = sampler.run([bell_isa_circuit])
    pub_result = job.result()[0]
    print(f"Counts: {pub_result.data.cr.get_counts()}")

    # Submit a request to the Estimator primitive within the session.
    estimator = Estimator(mode=session)
    estimator.options.resilience_level = 1  # Set options.
    job = estimator.run(
        [(psi_isa_circuit, isa_observables, theta)]
    )
    pub_result = job.result()[0]
    print(f"Expectation values: {pub_result.data.evs}")

Modo de teste local

Você pode validar seus programas quânticos antes de enviá-los a um sistema físico usando o modo de teste local. O modo de teste local é ativado se um dos backends falsos em qiskit_ibm_runtime.fake_provider ou uma instância de backend do Qiskit Aer for usada ao instanciar uma primitiva ou uma sessão. Por exemplo:

from qiskit_aer import AerSimulator
from qiskit.circuit.library import real_amplitudes
from qiskit.circuit import QuantumCircuit, QuantumRegister, ClassicalRegister
from qiskit.quantum_info import SparsePauliOp
from qiskit.transpiler.preset_passmanagers import generate_preset_pass_manager

from qiskit_ibm_runtime import Session
from qiskit_ibm_runtime import SamplerV2 as Sampler
from qiskit_ibm_runtime.fake_provider import FakeManilaV2

# Bell Circuit
qc = QuantumCircuit(2)
qc.h(0)
qc.cx(0, 1)
qc.measure_all()

# Run the sampler job locally using FakeManilaV2
fake_manila = FakeManilaV2()
pm = generate_preset_pass_manager(backend=fake_manila, optimization_level=1)
isa_qc = pm.run(qc)
sampler = Sampler(backend=fake_manila)
result = sampler.run([isa_qc]).result()

# Run the sampler job locally using AerSimulator.
# Session syntax is supported but ignored.
aer_sim = AerSimulator()
pm = generate_preset_pass_manager(backend=aer_sim, optimization_level=1)
isa_qc = pm.run(qc)
with Session(backend=aer_sim) as session:
    sampler = Sampler(mode=session)
    result = sampler.run([isa_qc]).result()

Dados de back-end

QiskitRuntimeService também possui métodos, como backend(), backends(), e least_busy(), que permitem consultar qual backend deve ser utilizado. Esses métodos retornam uma ou mais IBMBackend instâncias que contêm métodos e atributos que descrevem o backend.

Informações complementares

Inicialização da conta

Você precisa inicializar sua conta antes de começar a usar o serviço Qiskit Runtime. Para isso, basta inicializar uma QiskitRuntimeService instância com as credenciais da sua conta. Se você não quiser inserir as credenciais todas as vezes, pode usar o QiskitRuntimeService.save_account() método para salvar as credenciais no disco.

Qiskit Runtime está disponível em IBM Cloud, e você pode especificar o canal com channel="ibm_cloud" ou channel="ibm_quantum_platform".

Trabalhos em tempo de execução

Quando você usa o run() método do ou Estimator do Sampler para chamar a primitiva, é retornada uma RuntimeJobV2 instância de. Essa classe possui todos os métodos básicos de trabalho, como RuntimeJobV2.status(), RuntimeJobV2.result(), e RuntimeJobV2.cancel().

Criação de log

qiskit-ibm-runtime usa o registrador qiskit_ibm_runtime .

Duas variáveis de ambiente podem ser usadas para controlar o registro em log:

• QISKIT_IBM_RUNTIME_LOG_LEVEL: Especifica o nível de registro a ser usado.

  Se um nível inválido for definido, o nível de registro terá como padrão WARNING. Os níveis de registro válidos são DEBUG, INFO, WARNING, ERROR e CRITICAL (sem distinção entre maiúsculas e minúsculas). Se a variável de ambiente não for definida, será usado o nível do registrador principal, que também tem como padrão WARNING.

• QISKIT_IBM_RUNTIME_LOG_FILE: Especifica o nome do arquivo de registro a ser usado. Se especificado,

  as mensagens serão registradas apenas no arquivo. Caso contrário, as mensagens serão registradas no erro padrão (geralmente na tela).

Para uso mais avançado, você pode modificar o próprio registrador. Por exemplo, para definir manualmente o nível para WARNING:

import logging
logging.getLogger('qiskit_ibm_runtime').setLevel(logging.WARNING)

Classes