البداية السريعة مع Sampler

المهمة الأساسية لـ Sampler هي أخذ عينات من سجل الإخراج من تنفيذ دائرة كمية واحدة أو أكثر. تُقبل الدوائر الديناميكية والدوائر ذات المعاملات كمدخلات (إذا أُرسِلت دوائر ذات معاملات، يجب توفير قيم المعاملات أيضًا). يدعم Sampler أيضًا فك الاقتران الديناميكي والتفتيل (twirling) المضمَّنَين لـ تثبيط الأخطاء.

توضح الخطوات في هذا الموضوع كيفية إعداد Sampler، واستكشاف الخيارات التي يمكنك استخدامها لتهيئته، واستدعائه في برنامج.

تنفيذ Sampler الجديد

تم تقديم تطبيقات جديدة لواجهتي Qiskit SamplerV2 وEstimatorV2 في qiskit-ibm-runtime الإصدار v0.50.0. تقوم هذه الـ primitives من جانب العميل بمعظم عمليات المعالجة المسبقة واللاحقة على جانب العميل، وتفوض التنفيذ إلى primitive الخاص بـ Executor. يوفر التشغيل على جانب العميل شفافية أكبر، واستجابة أسرع لتصحيح الأخطاء، وتحكماً أدق.

نظراً لأنها تطبق نفس واجهة API، فإن هذه الـ primitives من جانب العميل هي في معظمها بدائل جاهزة للاستخدام محل primitives القديمة من جانب الخادم، ولا يلزم سوى تغيير عبارة الاستيراد. راجع الترحيل من Sampler وEstimator من جانب الخادم إلى جانب العميل لمزيد من المعلومات.

إصدارات الحزم

تم تطوير الكود في هذه الصفحة باستخدام المتطلبات التالية. نوصي باستخدام هذه الإصدارات أو أحدث.

qiskit[all]~=2.5.2
qiskit-ibm-runtime~=0.47.0

خطوات استخدام Sampler primitive

1. تهيئة الحساب

تحتاج أولًا إلى تهيئة حسابك. يمكنك بعد ذلك اختيار وحدة المعالجة الكمية (QPU) التي تريد استخدامها.

اتبع الخطوات في موضوع إعداد حساب IBM Cloud الخاص بك إن لم يكن لديك حساب مُعدٌّ بالفعل.

البوابات الكسرية

لاستخدام البوابات الكسرية المدعومة حديثًا، اضبط use_fractional_gates=True عند طلب Backend من نسخة QiskitRuntimeService. على سبيل المثال:

service = QiskitRuntimeService()
fractional_gate_backend = service.least_busy(use_fractional_gates=True)

هذه ميزة تجريبية وقد تتغير في المستقبل.

# Added by doQumentation — installs the packages this notebook needs if they are missing
import importlib.util

_needed = {"numpy": "numpy", "qiskit": "qiskit", "qiskit_ibm_runtime": "qiskit-ibm-runtime"}
_missing = [pip for module, pip in _needed.items()
            if importlib.util.find_spec(module) is None]
# One at a time, so a package that fails to install does not block the others
for _pip in _missing:
    %pip install -q {_pip}
if not _missing:
    print("\u2713 All required packages are installed")

from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService

service = QiskitRuntimeService()
backend = service.least_busy(
    operational=True, simulator=False, min_num_qubits=127
)

2. إنشاء دائرة

تحتاج إلى دائرة واحدة على الأقل كمدخل لـ Sampler primitive.

import numpy as np
from qiskit.circuit.library import efficient_su2

circuit = efficient_su2(127, entanglement="linear")
circuit.measure_all()
# The circuit is parametrized, so we will define the parameter values for execution
param_values = np.random.rand(circuit.num_parameters)

يجب تحويل الدائرة والمراقب ليستخدما فقط التعليمات المدعومة من قِبَل وحدة المعالجة الكمية (المُشار إليها بـ دوائر معمارية مجموعة التعليمات (ISA)). استخدم الـ Transpiler للقيام بذلك.

from qiskit.transpiler import generate_preset_pass_manager

pm = generate_preset_pass_manager(optimization_level=1, backend=backend)
isa_circuit = pm.run(circuit)
print(f">>> Circuit ops (ISA): {isa_circuit.count_ops()}")

>>> Circuit ops (ISA): OrderedDict([('rz', 3036), ('sx', 1769), ('cz', 378), ('measure', 127), ('barrier', 1)])

3. تهيئة IBM Quantum Sampler

عند تهيئة Sampler، استخدم المعامل mode لتحديد الوضع الذي تريده أن يعمل فيه. القيم الممكنة هي batch أو session أو كائنات backend لأوضاع تنفيذ الدُّفعة والجلسة والمهمة على التوالي. لمزيد من المعلومات، راجع مقدمة إلى أوضاع تنفيذ IBM Quantum Compute Service. لاحظ أن مستخدمي الخطة المجانية لا يمكنهم إرسال مهام جلسات.

# Legacy server-side primitive before qiskit-ibm-runtime 0.50.0
# from qiskit_ibm_runtime import Sampler

# Client-side primitive introduced in qiskit-ibm-runtime 0.50.0
from qiskit_ibm_runtime.executor_sampler import Sampler

sampler = Sampler(mode=backend)

4. استدعاء Sampler والحصول على النتائج

بعد ذلك، استدعِ الطريقة run() لتوليد الإخراج. تُدخَل الدائرة ومجموعات قيم المعاملات الاختيارية كصفوف كتلة موحدة للـ Primitive (PUB).

job = sampler.run([(isa_circuit, param_values)])
print(f">>> Job ID: {job.job_id()}")
print(f">>> Job Status: {job.status()}")

>>> Job ID: dab7lb6rrl7c7386gjgg

>>> Job Status: QUEUED

result = job.result()

# Get results for the first (and only) PUB
pub_result = result[0]
print(
    f"First ten results for the 'meas' output register: "
    f"{pub_result.data.meas.get_bitstrings()[:10]}"
)

First ten results for the 'meas' output register: ['1110001000100100100111011000001001000101010000001100010010110011001100110111100000000110001000011001101000110100101110101010011', '1110101100010101010001010111111011000110011010100101001100110101010010101010101110001010100100000000011110101101011000100000100', '1100110011101000110000000100110111101010110001100010111100001101100001010100111001101010101110000101010001001101010101001000100', '1011001001011000000101010111111010011101001111010100001011110011000101110101011001100110011011110011101010000111001111110110011', '1110111011011111101011110101110101010110011001100110101111100100011101100011011100101100101001001111110101111010101110111111011', '0101001110001110010001010100010111011001000000011110000000000001110000010010101101011001000100000001011011101111010010110111110', '1101101001000100010000110001000101010010101011000011000011001010000111100110010101010110100110011010101100001011100110001111011', '1000110011111111100010101010101111001001100001110111101001100111010101010111110110011000110011010010010000100000100010010010101', '0101010100110011110011010000000100011001111100101100101100101111101110100001101101111010100011011000010011111010001100110000010', '0010000111011100000000110000001110001100010011000100101110111111100011001100011001101010011111111100000000011100101101111010100']

الخطوات التالية

توصيات

• تعرَّف على كيفية الاختبار محليًا قبل التشغيل على أجهزة الكم.
• راجع أمثلة تفصيلية.
• تدرَّب على الـ Primitives من خلال درس دالة التكلفة في IBM Quantum Learning.
• تعرَّف على كيفية إجراء الـ Transpile محليًا في قسم الـ Transpile .
• جرِّب دليل مقارنة إعدادات الـ Transpiler.
• تعرَّف على كيفية استخدام خيارات الـ Primitive.
• اطَّلع على API لخيارات Sampler.