{
"cells": [
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"id": "1f7fe7f1-988f-461f-8222-f291404b912a",
"metadata": {},
"source": [
"---\n",
"title: \"Ordenação de bits no Qiskit SDK\"\n",
"description: \"Saiba mais sobre as convenções de pedidos da Qiskit SDK e por que as escolhemos\"\n",
"---\n",
"\n",
"{/* cspell:ignore leftrightarrow */}\n",
"\n"
]
},
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"cell_type": "markdown",
"id": "49fb8eee-d17a-4648-8b6f-52097acfb305",
"metadata": {
"tags": [
"version-info"
]
},
"source": [
"{/*\n",
" DO NOT EDIT THIS CELL!!!\n",
" This cell's content is generated automatically by a script. Anything you add\n",
" here will be removed next time the notebook is run. To add new content, create\n",
" a new cell before or after this one.\n",
" */}\n",
"\n",
"\n",
" \n",
" O código desta página foi desenvolvido usando os seguintes requisitos.\n",
" Recomendamos o uso dessas versões ou de versões mais recentes.\n",
"\n",
" ```\n",
" qiskit[all]~=2.5.0\n",
" ```\n",
" \n",
"\n",
"\n"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"id": "369b8b49-a2af-4999-85df-f7659022e11b",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"\n",
"# Ordenação de bits no Qiskit SDK\n",
"\n",
"Se você tiver um conjunto de $n$ bits (ou qubits), geralmente rotulará cada bit como $0 \\rightarrow n-1$. Diferentes softwares e recursos devem escolher como ordenar esses bits esses bits na memória do computador e quando exibidos na tela.\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"## Convenções Qiskit\n",
"\n",
"Veja como o Qiskit SDK ordena os bits em diferentes cenários.\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"### Circuitos quânticos\n",
"\n",
"A classe `QuantumCircuit` armazena seus qubits em uma lista (`QuantumCircuit.qubits`). O índice de um qubit nessa lista define o rótulo do o rótulo do qubit.\n",
"\n"
]
},
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"id": "a1c61ed7-72df-447e-a103-ce0e273626c9",
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"text/plain": [
""
]
},
"execution_count": 1,
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"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"from qiskit import QuantumCircuit, QuantumRegister\n",
"from qiskit.circuit import Qubit\n",
"\n",
"qc = QuantumCircuit(2)\n",
"qc.qubits[0] # qubit \"0\"\n",
"\n",
"Qubit(QuantumRegister(2, \"q\"), 0)"
]
},
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"id": "22c49977-e960-4620-ae1d-a7a90a879b45",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"\n",
"### Diagramas de circuitos\n",
"\n",
"Em um diagrama de circuito, o qubit $0$ é o qubit mais alto e o qubit $n-1$ é o qubit mais baixo o qubit mais baixo. Você pode alterar isso com o argumento `reverse_bits` de `QuantumCircuit.draw` (consulte [Alterar a ordem no Qiskit](#change-ordering-in-qiskit) ).\n",
"\n"
]
},
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"outputs": [
{
"data": {
"text/plain": [
" \n",
"q_0: ─────\n",
" ┌───┐\n",
"q_1: ┤ X ├\n",
" └───┘"
]
},
"execution_count": 2,
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"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"qc.x(1)\n",
"qc.draw()"
]
},
{
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"id": "19aa0892-a578-49e3-98df-14c696d01896",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"\n",
"### Números Inteiros\n",
"\n",
"Ao interpretar os bits como um número, o bit $0$ é o bit menos significativo e o o bit $n-1$ é o mais significativo. Isso é útil na codificação porque cada bit tem o valor o valor $2^\\text{label}$ (o rótulo é o índice do qubit em `QuantumCircuit.qubits`). Por exemplo, a execução do circuito a seguir termina com o bit $0$ sendo `0`, e o bit $1$ sendo `1`. Isso é interpretado como o número inteiro decimal `2` (medido com probabilidade `1.0`).\n",
"\n"
]
},
{
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"id": "7ecb86d3-fe3a-43b0-9293-cba967e80fdc",
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"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
" > Counts: {'10': 1024}\n"
]
}
],
"source": [
"from qiskit.primitives import StatevectorSampler as Sampler\n",
"\n",
"qc.measure_all()\n",
"\n",
"job = Sampler().run([qc])\n",
"result = job.result()\n",
"print(f\" > Counts: {result[0].data.meas.get_counts()}\")"
]
},
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"id": "e263f4f9-f383-4583-bdd4-f8792d6809db",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"\n",
"### Sequências\n",
"\n",
"Ao exibir ou interpretar uma lista de bits (ou qubits) como uma cadeia de caracteres, o bit $n-1$ é o bit mais à esquerda e o bit $0$ é o bit mais à direita. Isso ocorre porque normalmente escrevemos números com o dígito mais significativo à esquerda, e no Qiskit, o bit $n-1$ é interpretado como o bit mais significativo.\n",
"\n",
"Por exemplo, a célula a seguir define um `Statevector` a partir de uma sequência de estados de um único qubit. Nesse caso, o qubit $0$ está no estado $|+\\rangle$, e o o qubit $1$ no estado $|0\\rangle$.\n",
"\n"
]
},
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"execution_count": 4,
"id": "2cffb8d4-66db-4c1c-b0c2-b796ed6e8ce0",
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"outputs": [
{
"data": {
"text/plain": [
"{np.str_('00'): np.float64(0.4999999999999999),\n",
" np.str_('01'): np.float64(0.4999999999999999)}"
]
},
"execution_count": 4,
"metadata": {},
"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"from qiskit.quantum_info import Statevector\n",
"\n",
"sv = Statevector.from_label(\"0+\")\n",
"sv.probabilities_dict()"
]
},
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"cell_type": "markdown",
"id": "86c48e21-9138-4dec-a312-0b5deefd0e35",
"metadata": {},
"source": [
"Isso ocasionalmente causa confusão ao interpretar uma sequência de bits, pois você poderia esperar que o bit mais à esquerda fosse o bit $0$, enquanto ele normalmente representa o bit $n-1$.\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"### Matrizes vetoriais de estado\n",
"\n",
"Ao representar um vetor de estado como uma lista de números complexos (amplitudes), Qiskit ordena essas amplitudes de modo que a amplitude no índice $x$ represente o estado da base computacional $|x\\rangle$.\n",
"\n"
]
},
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"execution_count": 5,
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{
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"output_type": "stream",
"text": [
"(0.7071067811865475+0j)\n",
"0j\n"
]
}
],
"source": [
"print(sv[1]) # amplitude of state |01>\n",
"print(sv[2]) # amplitude of state |10>"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"id": "cc92b428-80c7-4530-bebc-3486aecee5f2",
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"source": [
"\n",
"\n",
"### Portas\n",
"\n",
"Cada porta no Qiskit pode interpretar uma lista de qubits de sua própria maneira, mas as as portas controladas geralmente seguem a convenção `(control, target)`.\n",
"\n",
"Por exemplo, a célula a seguir adiciona uma porta X controlada em que o qubit $0$ é o controle e o qubit é o destino o controle e o qubit $1$ é o alvo.\n",
"\n"
]
},
{
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"execution_count": 6,
"id": "f2e34794-2f04-4065-9a1d-9aff022204db",
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{
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"text/plain": [
" \n",
"q_0: ──■──\n",
" ┌─┴─┐\n",
"q_1: ┤ X ├\n",
" └───┘"
]
},
"execution_count": 6,
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"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"from qiskit import QuantumCircuit\n",
"\n",
"qc = QuantumCircuit(2)\n",
"qc.cx(0, 1)\n",
"qc.draw()"
]
},
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"id": "2b9ee336-e645-41ee-aeda-5f9dfe3a3f88",
"metadata": {},
"source": [
"Seguindo todas as convenções mencionadas anteriormente no Qiskit, esse CX-gate realiza a transformação $|01\\rangle \\leftrightarrow |11\\rangle$, portanto, tem a matriz a seguir.\n",
"\n",
"$$\n",
"\\begin{pmatrix}\n",
" 1 & 0 & 0 & 0 \\\\\n",
" 0 & 0 & 0 & 1 \\\\\n",
" 0 & 0 & 1 & 0 \\\\\n",
" 0 & 1 & 0 & 0 \\\\\n",
"\\end{pmatrix}\n",
"$$\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"## Alterar a ordem no Qiskit\n",
"\n",
"Para desenhar um circuito com qubits na ordem inversa (ou seja, o qubit $0$ na parte inferior), use o argumento `reverse_bits` . Isso afeta apenas o diagrama gerado e não afeta o circuito e não afeta o circuito; o X-gate ainda atua no qubit $0$.\n",
"\n"
]
},
{
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" \n",
"q_1: ─────\n",
" ┌───┐\n",
"q_0: ┤ X ├\n",
" └───┘"
]
},
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"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"from qiskit import QuantumCircuit\n",
"\n",
"qc = QuantumCircuit(2)\n",
"qc.x(0)\n",
"qc.draw(reverse_bits=True)"
]
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"id": "4e343e80-3f77-4fe7-8942-afbe71f756ab",
"metadata": {},
"source": [
"Você pode usar o método `reverse_bits` para retornar um novo circuito com os rótulos dos rótulos dos qubits invertidos (isso não altera o circuito original).\n",
"\n"
]
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"execution_count": 8,
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" \n",
"q_0: ─────\n",
" ┌───┐\n",
"q_1: ┤ X ├\n",
" └───┘"
]
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}
],
"source": [
"qc.reverse_bits().draw()"
]
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{
"cell_type": "markdown",
"id": "da750e37-2624-4797-82c0-560ee7d5367d",
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"source": [
"Observe que, nesse novo circuito, o X-gate atua no qubit $1$.\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"## Próximas etapas\n",
"\n",
"\n",
" * Veja um exemplo de uso de circuitos no tutorial [do Algoritmo de Grover](/docs/tutorials/grovers-algorithm).\n",
" * Explore a referência [da API QuantumCircuit](/docs/api/qiskit/qiskit.circuit.QuantumCircuit#quantumcircuit-class).\n",
"\n",
"\n"
]
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"source": "© IBM Corp., 2017-2026"
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