Aliran kerja pembangunan
Istilah corak Qiskit menerangkan aliran kerja pembangunan untuk memecahkan masalah khusus domain dan mengkontekstualisasikan keupayaan yang diperlukan dalam peringkat-peringkat. Ini membolehkan kebolehgubahan tanpa masalah bagi keupayaan baharu yang dibangunkan oleh penyelidik IBM Quantum® (dan lain-lain) serta membolehkan masa depan di mana tugas pengkomputeran kuantum dilaksanakan oleh infrastruktur pengkomputeran heterogen (CPU/GPU/QPU) yang berkuasa. Blok atau kumpulan blok melaksanakan langkah-langkah corak, dengan Qiskit SDK menyediakan lapisan asas yang penting, disokong oleh alat atau perkhidmatan lain yang dibangunkan oleh IBM Quantum atau komuniti sumber terbuka kuantum. Corak Qiskit membolehkan pakar domain menentukan masalah dan menggubah perkakas (blok) yang mencapai corak Qiskit. Corak tersebut kemudian boleh dilaksanakan secara tempatan, melalui perkhidmatan awan, atau disebarkan dengan Qiskit Serverless.
Empat langkah corak Qiskit adalah seperti berikut:
- Peta masalah kepada litar kuantum dan operator
- Optimumkan untuk perkakasan sasaran
- Laksanakan pada perkakasan sasaran
- Pasca-proses keputusan
Setiap langkah diperincikan dalam bahagian di bawah.
Petakan masalah kepada litar kuantum dan operator​
Langkah ini menerangkan bagaimana pengguna bermula dengan masalah klasik dan mencari cara untuk memetakannya ke komputer kuantum. Contohnya, dalam aplikasi seperti kimia dan simulasi kuantum, langkah ini umumnya melibatkan pembinaan Circuit kuantum yang mewakili Hamiltonian yang cuba anda selesaikan. Semasa langkah ini, untuk masalah tertentu, mungkin juga diinginkan untuk menentukan pemetaan masalah ke Qubit dalam kekisi heksagon berat (atau kasar) perkakasan IBM® dari awal jika struktur masalah meminjamkan dirinya kepada pengoptimuman lebih awal. Ia juga berbaloi untuk mempertimbangkan pada ketika ini apakah hasil algoritma tertentu untuk persiapan langkah pelaksanaan kemudian — contohnya, jika hasil yang diinginkan melibatkan menginferen fungsi korelasi menggunakan ujian Hadamard, anda mungkin bersedia untuk menggunakan Sampler, manakala menentukan observables akan menggunakan Estimator dan boleh menyediakan banyak pilihan mitigasi ralat.
Output langkah ini biasanya ialah koleksi litar atau operator kuantum yang boleh dioptimumkan untuk perkakasan dalam langkah seterusnya.
Optimumkan untuk perkakasan sasaran​
Dalam langkah ini anda mengambil litar abstrak (atau operator) yang dihasilkan dari langkah peta dan melakukan siri pengoptimuman ke atasnya. Ini boleh termasuk memetakan laluan dan susun atur Circuit ke perkakasan Qubit fizikal, menukar kepada gate asas perkakasan, dan mengurangkan bilangan operasi, semuanya direka untuk mengoptimumkan kemungkinan kejayaan dalam langkah pelaksanaan kemudian. Pada ketika ini anda juga mungkin ingin menguji Circuit anda dengan simulator sebelum melaksanakan pada perkakasan sebenar dalam langkah seterusnya.
Semasa langkah ini, litar abstrak mesti ditranspil ke litar Instruction Set Architecture (ISA). Litar ISA ialah litar yang hanya terdiri daripada gate yang difahami oleh perkakasan sasaran (gate asas), dan sebarang gate berbilang Qubit yang perlu mematuhi sebarang kekangan ketersambungan (peta gandingan). Hanya litar ISA yang boleh dijalankan pada perkakasan IBM menggunakan IBM Qiskit Runtime.
Laksanakan pada perkakasan sasaran​
Langkah ini melibatkan menjalankan litar anda pada perkakasan dan menghasilkan output pengkomputeran kuantum. Litar ISA yang dihasilkan dalam langkah sebelumnya boleh dilaksanakan menggunakan primitif Sampler atau Estimator dari Qiskit Runtime, dimulakan secara tempatan pada komputer anda atau dari kluster atau persekitaran pengkomputeran heterogen lain. Ini boleh dilaksanakan dalam Batch, yang membolehkan transpilasi selari untuk kecekapan pengkomputeran klasik — atau Session, yang membolehkan tugas berulang dilaksanakan dengan cekap tanpa kelewatan giliran. Semasa langkah ini, terdapat juga pilihan untuk mengkonfigurasikan teknik penindasan dan mitigasi ralat tertentu yang disediakan oleh Qiskit Runtime.
Bergantung pada sama ada anda menggunakan primitif Sampler atau Estimator, hasil langkah ini akan berbeza. Jika menggunakan Sampler, output akan berupa pengukuran per tembakan dalam bentuk rentetan bit. Jika menggunakan Estimator, output akan berupa nilai jangkaan observables yang sepadan dengan kuantiti fizikal atau fungsi kos.
Pasca-proses keputusan​
Langkah terakhir ini melibatkan menggabungkan semula output dari langkah sebelumnya untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Ini boleh melibatkan pelbagai langkah pemprosesan data klasik seperti memvisualisasikan keputusan, teknik mitigasi ralat bacaan, memarginalisasikan taburan kuasi-kebarangkalian untuk memastikan keputusan pada set Qubit yang lebih kecil, atau pasca-pemilihan berdasarkan sifat intrinsik masalah, seperti jumlah spin, pariti, atau pemuliharaan zarah dengan membuang observables yang tidak fizikal.
Apabila bidang bergerak dari pembinaan Circuit ad hoc kepada aliran kerja berskala utiliti, fleksibiliti dan kemudahan yang membolehkan corak Qiskit pengguna untuk menggubah langkah-langkah berbeza corak itu membuka pengkomputeran kuantum kepada pelbagai aplikasi dan teknik untuk kegunaan mudah oleh saintis pengkomputeran kuantum.