Tutoriais

Use estes tutoriais para saber como aplicar o Qiskit a casos de uso comuns de computação quântica.

• Comece com o conjunto de tutoriais na seção Introdução se for a primeira vez que executa código em um computador quântico.
• A seção sobre fluxos de trabalho para obter vantagens contém exemplos de ponta a ponta do uso de um computador quântico para resolver problemas do mundo real. Esses tutoriais se concentram em algoritmos que são candidatos promissores para obter vantagens computacionais de um computador quântico em relação a um computador clássico.
• A seção sobre os recursos do Qiskit contém exemplos que usam as técnicas mais recentes e avançadas do ecossistema do Qiskit para melhorar parte ou todo um determinado fluxo de trabalho.

Introdução

Estes tutoriais são destinados a iniciantes que estão prontos para explorar a execução de algoritmos quânticos em um computador quântico.

• Desigualdade de CHSH

Explore fluxos de trabalho para obter vantagens

Os tutoriais desta seção abrangem demonstrações em larga escala de algoritmos quânticos.

• Algoritmos de amostragem verificáveis

  Os algoritmos dessa categoria se concentram em circuitos quânticos cujas distribuições de saída codificam soluções para problemas estruturados com saída verificável. Verificabilidade significa que você pode verificar a consistência entre os dados medidos, seja avaliando o bitstring escolhido ou sabendo que não ocorrem falsos positivos.

  Os tutoriais destacam técnicas em que a amostragem repetida permite a estimativa de quantidades específicas do problema (por exemplo, valores de função de custo ou pesos espectrais). Esses métodos são particularmente relevantes para tarefas de otimização e simulação com simetrias.

  • Diagonalização quântica baseada em amostragem de um Hamiltoniano químico

  • Diagonalização quântica de Krylov baseada em amostras de um modelo de rede fermiônica

  • Algoritmo de otimização aproximada quântica

  • Técnicas avançadas para QAOA

  • QAOA com inicialização a quente usando o complemento Optimization Mapper do Qiskit

  • Codificação de correlação de Pauli para reduzir os requisitos de corte máximo

  • Cálculos de solvente implícito utilizando o programa " Qiskit Serverless "

• Estimativa observável

  Esses tutoriais se concentram na estimativa de quantidades fisicamente significativas, como energia ou valores de correlação, preparando estados quânticos e medindo observáveis. As técnicas incluem abordagens de circuitos variacionais e trotterizados que equilibram a expressividade do circuito com a eficiência da profundidade do circuito. A ênfase é colocada em fluxos de trabalho que reduzem as demandas de recursos quânticos, mantendo a precisão e permitindo a estimativa prática de observáveis em sistemas químicos e físicos.

  • Simular a dispersão de nêutrons em materiais quânticos com circuitos quânticos

  • Diagonalização quântica de Krylov de Hamiltonianos de rede

  • Transição de fase Nishimori

  • Estimativa da energia do estado fundamental da cadeia de Heisenberg com VQE

  • Treinamento em kernel quântico

  • Aprimore a classificação de recursos usando kernels quânticos projetados

  • Desigualdade de CHSH

  • Observação de dinâmica de hádrons não-abelianos robusta e coerente em processadores quânticos sujeitos a ruído

• Algoritmos tolerantes a falhas

  Esta seção apresenta algoritmos com garantias teóricas bem definidas, projetados para serem executados em futuros equipamentos quânticos com correção de erros. A sobrecarga de circuitos ou de amostragem desses algoritmos varia de uma forma que não é eficiente em termos de profundidade e, por isso, é mais provável que demonstrem vantagem quântica quando existirem computadores quânticos tolerantes a falhas. Esses tutoriais ilustram como os métodos funcionam em cenários idealizados e apresentam exemplos em pequena escala.

  • Algoritmo de Shor
  • Algoritmo de Grover

Aproveite os recursos do Qiskit

Esta seção apresenta os recursos avançados do ecossistema Qiskit que melhoram o desempenho, a confiabilidade e a velocidade na execução de algoritmos quânticos.

• Otimização da carga de trabalho

  A otimização da carga de trabalho concentra-se na orquestração eficiente de recursos clássicos e quânticos ou em métodos personalizados para aprimorar a manipulação do circuito quântico.

  • Circuitos dinâmicos de referência com pares Bell cortados

  • Núcleos quânticos com portas fracionárias

  • Introdução ao transpilador com tecnologia de IA do Qiskit

  • Otimização da transpilação com o SABRE

  • Métodos de compilação para circuitos de simulação hamiltoniana

  • Emaranhamento de longo alcance com circuitos dinâmicos

  • Simulação do Hamiltoniano de Ising com circuitos dinâmicos

• Funções do Qiskit

  O Qiskit Functions é uma coleção de ferramentas pré-empacotadas de gerenciamento de erros e aplicativos, facilitando a criação de experimentos em larga escala com circuitos, moléculas, QUBOs e muito mais.

  • Crie novos algoritmos com as funções do Circuit — com pipelines pré-configurados de transpilagem, supressão de erros e mitigação de erros.

    • Modelo Ising de campo transversal com gerenciamento de desempenho do Q-CTRL

    • Estimativa de fase quântica com Q-CTRLs Qiskit Functions

    • Simule 2D Ising de campo inclinado com a função QESEM

    • Simule um modelo de Ising com a função TEM.

    • Avalie a fidelidade do processo QFT+M com o Orbit, uma função do Qiskit desenvolvida pela Quantum Elements

  • Experimente resolver problemas específicos de cada área utilizando funções de aplicativos — com entradas e saídas familiares aos solucionadores clássicos.

    • Otimização dinâmica de carteiras com o Portfolio Optimizer da Global Data Quantum

    • Otimização binária de ordem superior com o Optimization Solver da Q-CTRL

    • Modelar um fluido não viscoso em escoamento usando o QUICK-PDE

    • Curvas PES de dissociação com o Qunova HiVQE

    • Classificação híbrida de conjunto aprimorada por quantum (fluxo de trabalho de estabilidade da grade)

    • Resolva o problema de divisão de mercado com o Iskay Quantum Optimizer da Kipu Quantum

• Complementos do Qiskit

  Os complementos permitem a manipulação avançada de circuitos, como corte, retropropagação de observáveis ou circuitos aproximados, que permitem aos usuários contornar as limitações de hardware ao custo de uma maior sobrecarga de computação clássica.

  • Fórmulas de múltiplos produtos para reduzir o erro de Trotter

  • Compilação quântica aproximada para circuitos de evolução temporal

  • Retropropagação de operador (OBP) para estimativa de valores de expectativa

  • Corte de fios para estimativa de valores de expectativa

  • Corte de circuito para condições de limite periódicas

  • Corte de circuito para redução de profundidade

  • Redução de erros de leitura para o primitivo Sampler usando M3

• Redução de erros

  A atenuação de erros enfrenta o desafio do ruído sem tolerância total a falhas, recuperando valores de expectativa precisos por meio da manipulação controlada do circuito e do pós-processamento.

  • Mitigação de erros em escala de utilidade pública com amplificação de erros probabilísticos

  • Combine opções de atenuação de erros com a primitiva Estimator

  • Cancelamento probabilístico de erros com cones de luz sombreados

  • Melhorar os valores esperados com a absorção de ruído propagada (PNA)

  • Avaliação comparativa em tempo real para seleção de qubit

• Detecção de erros

  A detecção de erros identifica operações defeituosas para retornar resultados livres de ruídos, foto a foto, por meio de pós-processamento.

  • Códigos de repetição

  • Detecção de erros com baixa sobrecarga usando códigos espaço-temporais