Introducción a « Qiskit Functions »

Notas

Qiskit Functions Son una función experimental disponible únicamente para los usuarios de los planes « IBM Quantum® Premium Plan », «Flex Plan» y « On-Prem » (a través de la API de IBM Quantum Platform ). Se encuentran en fase de versión preliminar y están sujetas a cambios.

Qiskit Functions simplificar y acelerar el descubrimiento de algoritmos y el desarrollo de aplicaciones a escala industrial, mediante la abstracción de partes del flujo de trabajo de desarrollo de software cuántico. De este modo, Qiskit Functions permiten ahorrar el tiempo que normalmente se dedica a escribir código a mano y a ajustar los experimentos.

Qiskit Functions Catalog

Descripción general de « Qiskit Functions ». Las funciones pueden presentarse en dos formas:

Tipo	¿Qué hace?	Ejemplos de entradas y salidas	¿A quién va dirigido?
Función del circuito	Interfaz simplificada para recorrer circuitos. Transpilación de resúmenes, supresión de errores y mitigación de errores	Entrada : Resumen `PUB` objetos Resultado : Valores esperados mitigados	Investigadores que utilizan Qiskit para descubrir nuevos algoritmos y aplicaciones, sin necesidad de centrarse en la optimización para el hardware ni en la gestión de errores. Las funciones de Circuit se pueden utilizar para crear funciones personalizadas para aplicaciones.
Función de la aplicación	Abarca tareas de mayor complejidad, como el análisis de algoritmos y casos de uso específicos de cada ámbito. Resúmenes de flujos de trabajo cuánticos para resolver tareas, con entradas y salidas clásicas	Entrada : Moléculas, gráficos Salida : Energía del estado fundamental + estado excitado, valores óptimos para la función de coste.	Investigadores en ámbitos no cuánticos, que integran la cuántica en flujos de trabajo clásicos a gran escala ya existentes, sin necesidad de mapear los datos clásicos a circuitos cuánticos.

Las funciones son proporcionadas por IBM® y socios externos. Cada una de ellas ofrece un buen rendimiento para características específicas de la carga de trabajo y cuenta con opciones exclusivas de optimización del rendimiento.

Resumen de las funciones disponibles

Funciones del circuito

Nombre	Proveedor	Uso recomendado	Ventajas exclusivas
Mitigación Guía Referencia de la API Licencia de errores mediante redes tensoriales	Algorithmiq	Cargas de trabajo que tienen observables de bajo peso y circuitos sin bucles.	Reduce la sobrecarga de medición y la varianza, superando los niveles de referencia estándar de mitigación de errores, como la extrapolación sin ruido (ZNE) y la cancelación probabilística de errores (PEC), para las clases de circuitos pertinentes.
QESEM: Supresión y mitigación de errores Guía Referencia de la API	Qedma	Cargas de trabajo que incluyen circuitos con puertas fraccionarias o parametrizadas, observables de alto peso y flujos de trabajo que requieren valores de esperanza no sesgados y estimaciones precisas del tiempo de ejecución.	Genera valores esperados imparciales con menor varianza y menor consumo de recursos, superando a ZNE y PEC en clases de circuitos relevantes.
Gestión Guía Referencia de la API Licencia del rendimiento	Q-CTRL	Cargas de trabajo que contienen circuitos paramétricos, circuitos profundos o que requieren numerosas ejecuciones de circuitos.	Aplica automáticamente la supresión de errores basada en IA a los algoritmos cuánticos, lo que maximiza el rendimiento de los dispositivos « IBM » para ofrecer resultados precisos, al tiempo que reduce el número de intentos, el tiempo de cálculo y los costes necesarios. Método sin sobrecarga que mejora la precisión de ejecución de las primitivas «Sampler» y «Estimator», compatible con cualquier peso de las variables observables.

Funciones de aplicación

Nombre	Proveedor	Uso recomendado	Ventajas exclusivas
QUICK-PDE Guía Referencia de la API Licencia	ColibriTD	Utiliza la computación cuántica para ecuaciones diferenciales parciales (EDP) multifísicas. Prepara flujos de trabajo de simulación para hardware cuántico, manteniendo al mismo tiempo un control total sobre los parámetros de modelización tanto cuánticos como físicos.	Ofrece un sólido marco híbrido de VQA que proporciona soluciones precisas y escalables de ecuaciones diferenciales parciales (PDE) mediante métodos avanzados de codificación de soluciones y métodos espectrales, lo que lo convierte en un punto de partida ideal para los equipos que desean desarrollar capacidades de simulación preparadas para la computación cuántica.
Optimizador de carteras cuánticas Guía Referencia de la API Licencia	Global Data Quantum	Tareas de optimización financiera, destinadas a buscar estrategias de cartera óptimas a lo largo del tiempo, minimizando el riesgo y maximizando la rentabilidad, lo que permite realizar pruebas retrospectivas de estrategias de negociación.	Resuelve problemas de optimización combinatoria mediante una adaptación altamente especializada del algoritmo cuántico VQE para este caso de uso financiero, utilizando estrategias de ejecución y optimizadores optimizados, junto con técnicas de mitigación de errores que tienen en cuenta el ruido y están adaptadas a la optimización de carteras.
Química Guía Referencia de la API Licencia HI-VQE	Qunova Computing	Tareas en química computacional, simulación molecular, ciencia de los materiales o cualquier simulación hamiltoniana que requiera resolver problemas de estructura electrónica de muchos cuerpos.	Resuelve estructuras electrónicas moleculares mediante el uso de SQD mejorado, con una precisión química de 1 kcal/mol ( 1.6 mHa ), para problemas modelados con entre 40 y 60 qubits, superando a algunas soluciones clásicas en superordenadores o al SQD estándar en velocidad de convergencia o precisión, respectivamente, en varios órdenes de magnitud.
Optimizador Guía Referencia de la API Licencia cuántico Iskay	Kipu Quantum	Tareas de optimización, como la programación, la logística, el cálculo de rutas y los problemas QUBO/HUBO.	Métodos integrados y ajustables de preprocesamiento y posprocesamiento clásicos para la rutina de optimización cuántica. Ofrece una ventaja en cuanto a tiempo de ejecución frente a los solucionadores clásicos (CPLEX, recocido simulado y búsqueda tabú) en una selección de pruebas de rendimiento de HUBO. «Market Split» `ms_5_100`, un reto complicado, resuelto en cuestión de horas (consulta este tutorial ).
Singularidad Machine Learning Guía Referencia de la API Licencia	Computación multiverso	Flujos de trabajo clásicos de clasificación mediante aprendizaje automático que podrían beneficiarse de una mayor precisión o eficiencia computacional al aprovechar la optimización cuántica ejecutada en hardware de « IBM ».	Ofrece una precisión comparable o superior a la de modelos clásicos como Random Forest o XGBoost, al tiempo que funciona con un número significativamente menor de modelos de aprendizaje y un conjunto más compacto. Gracias a un sistema de votación optimizado cuánticamente, selecciona los «aprendices» más informativos y perfecciona los límites de decisión, lo que se traduce en una mayor eficiencia, una menor complejidad del modelo y un rendimiento más sólido.
Solucionador Guía Referencia de la API Licencia de optimización	Q-CTRL	Problemas de optimización binaria o cualquier problema combinatorio que pueda representarse mediante una función de coste binaria. Se admiten funciones de coste de cualquier orden y problemas de cualquier tamaño, hasta la escala máxima del dispositivo.	Solución de optimización cuántica de extremo a extremo que tiene en cuenta el ruido, la cual permite introducir definiciones de problemas de alto nivel y encuentra automáticamente soluciones precisas a problemas combinatorios que suponen un reto desde el punto de vista clásico, utilizando hardware cuántico a escala industrial. Simplifica la complejidad al encargarse de la supresión de errores, la asignación eficiente y la optimización híbrida cuántica-clásica para resolver tareas de optimización a escala real del dispositivo sin necesidad de contar con conocimientos avanzados en cuántica.

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