qiskit

# Qiskit ## 概述 Qiskit 是世界上最流行的开源量子计算框架，下载量超过 1300 万次。构建量子电路，针对硬件进行优化，在模拟器或真实量子计算机上执行，并分析结果。支持 IBM Quantum（100+ 量子比特系统）、IonQ、Amazon Braket 等提供商。 **关键特性：** - 转译速度比竞争对手快 83 倍 - 优化电路中的双量子比特门减少了 29% - 后端无关的执行（本地模拟器或云端硬件） - 涵盖优化、化学和机器学习的综合算法库 ## 快速入门 ### 安装 bash uv pip install qiskit uv pip install "qiskit[visualization]" matplotlib ### 第一个电路 python from qiskit import QuantumCircuit from qiskit.primitives import StatevectorSampler # 创建贝尔态（纠缠量子比特） qc = QuantumCircuit(2) qc.h(0) # 对量子比特 0 执行 Hadamard 门 qc.cx(0, 1) # 从量子比特 0 到 1 执行 CNOT 门 qc.measure_all() # 测量所有量子比特 # 本地运行 sampler = StatevectorSampler() result = sampler.run([qc], shots=1024).result() counts = result[0].data.meas.get_counts() print(counts) # {'00': ~512, '11': ~512} ### 可视化 python from qiskit.visualization import plot_histogram qc.draw('mpl') # 电路图 plot_histogram(counts) # 结果直方图 ## 核心能力 ### 1. 设置与安装 有关详细的安装、身份验证和 IBM Quantum 账户设置： - **请参阅 `references/setup.md`** 涵盖主题： - 使用 uv 安装 - Python 环境设置 - IBM Quantum 账户和 API 令牌配置 - 本地与云端执行 ### 2. 构建量子电路 有关使用门、测量和组合构建量子电路： - **请参阅 `references/circuits.md`** 涵盖主题： - 使用 QuantumCircuit 创建电路 - 单量子比特门（H, X, Y, Z, 旋转门, 相位门） - 多量子比特门（CNOT, SWAP, Toffoli） - 测量和屏障 - 电路组合与属性 - 用于变分算法的参数化电路 ### 3. 原语 (Sampler 和 Estimator) 有关执行量子电路和计算结果： - **请参阅 `references/primitives.md`** 涵盖主题： - **Sampler**：获取位串测量值和概率分布 - **Estimator**：计算可观测量期望值 - V2 接口 (StatevectorSampler, StatevectorEstimator) - 用于硬件的 IBM Quantum Runtime 原语 - 会话 (Sessions) 和批处理模式 - 参数绑定