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IBM Quantum Platform

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  • Il codice di questa pagina è stato sviluppato in base ai seguenti requisiti. Si consiglia di utilizzare queste versioni o versioni più recenti.

    qiskit[all]~=2.5.1
    

Istogramma del grafico

La funzione plot_histogram visualizza il risultato del campionamento di un circuito quantistico su una QPU.

Utilizzo dell'output delle funzioni

Questa funzione restituisce un oggetto matplotlib.Figure . Quando l'ultima riga di una cella di codice produce questi oggetti, i notebook Jupyter li visualizzano sotto la cella. Se si richiamano queste funzioni in altri ambienti o in script, è necessario mostrare o salvare esplicitamente gli output.

Le opzioni sono due:

  • Chiamare .show() sull'oggetto restituito per aprire l'immagine in una nuova finestra (supponendo che il backend matplotlib configurato sia interattivo).
  • Chiamare .savefig("out.png") per salvare la figura in out.png nella directory di lavoro corrente. Il metodo savefig() accetta un percorso, in modo da poter regolare la posizione e il nome del file in cui salvare l'output. Ad esempio, plot_state_city(psi).savefig("out.png").

Ad esempio, creare uno stato di Bell a due qubit:

from qiskit.primitives import StatevectorSampler as Sampler
from qiskit.transpiler import generate_preset_pass_manager

from qiskit.circuit import QuantumCircuit
from qiskit.visualization import plot_histogram
# Quantum circuit to make a Bell state
bell = QuantumCircuit(2)
bell.h(0)
bell.cx(0, 1)
bell.measure_all()

pm = generate_preset_pass_manager(optimization_level=1)
isa_circuit = pm.run(bell)

# execute the quantum circuit
sampler = Sampler()
job = sampler.run([isa_circuit])
result = job.result()

print(result)

Output:

PrimitiveResult([SamplerPubResult(data=DataBin(meas=BitArray(<shape=(), num_shots=1024, num_bits=2>)), metadata={'shots': 1024, 'circuit_metadata': {}})], metadata={'version': 2})
plot_histogram(result[0].data.meas.get_counts())

Output:

Output of the previous code cell

Opzioni per la creazione di un istogramma

Utilizzare le seguenti opzioni per plot_histogram per regolare il grafico di uscita.

  • legend: Fornisce un'etichetta per le esecuzioni. Prende un elenco di stringhe utilizzate per etichettare i risultati di ogni esecuzione. Questo è utile soprattutto quando si tracciano più risultati di esecuzione nello stesso istogramma
  • sort: Regola l'ordine delle barre nell'istogramma. Si può impostare l'ordine ascendente con asc o l'ordine discendente con desc
  • number_to_keep: Richiede un numero intero per il numero di termini da mostrare. Gli altri sono raggruppati in un'unica barra chiamata "riposo"
  • color: Regola il colore delle barre; accetta una stringa o un elenco di stringhe per i colori da utilizzare per le barre per ogni esecuzione
  • bar_labels: Regola se le etichette vengono stampate sopra le barre
  • figsize: Prende una tupla delle dimensioni in pollici per creare la figura di uscita
# Execute two-qubit Bell state again

job = sampler.run([isa_circuit], shots=1000)
second_result = job.result()

# Plot results with custom options
plot_histogram(
    [
        result[0].data.meas.get_counts(),
        second_result[0].data.meas.get_counts(),
    ],
    legend=["first", "second"],
    sort="desc",
    figsize=(15, 12),
    color=["orange", "black"],
    bar_labels=False,
)

Output:

Output of the previous code cell

Risultati dello strumento di stima dell'area

Qiskit non ha una funzione integrata per tracciare i risultati dell'Estimatore, ma puoi usare Matplotlib bar tracciare un grafico per una rapida visualizzazione.

Per dimostrarlo, la cella seguente stima i valori di aspettativa di sette diverse osservabili su uno stato quantistico.

import numpy as np
from qiskit import QuantumCircuit
from qiskit.quantum_info import SparsePauliOp
from qiskit.primitives import StatevectorEstimator as Estimator
from qiskit.transpiler import generate_preset_pass_manager
from matplotlib import pyplot as plt

# Simple estimation experiment to create results
qc = QuantumCircuit(2)
qc.h(0)
qc.crx(1.5, 0, 1)

observables_labels = ["ZZ", "XX", "YZ", "ZY", "XY", "XZ", "ZX"]
observables = [SparsePauliOp(label) for label in observables_labels]

pm = generate_preset_pass_manager(optimization_level=1)
isa_circuit = pm.run(qc)
isa_observables = [
    operator.apply_layout(isa_circuit.layout) for operator in observables
]

# Reshape observable array for broadcasting
reshaped_ops = np.fromiter(isa_observables, dtype=object)
reshaped_ops = reshaped_ops.reshape((7, 1))

estimator = Estimator()
job = estimator.run([(isa_circuit, reshaped_ops)])
result = job.result()[0]
exp_val = job.result()[0].data.evs
print(result)

# Since the result array is structured as a 2D array where each element is a
# list containing a single value, you need to flatten the array.

# Plot using Matplotlib
plt.bar(observables_labels, exp_val.flatten())

Output:

PubResult(data=DataBin(evs=np.ndarray(<shape=(7, 1), dtype=float64>), stds=np.ndarray(<shape=(7, 1), dtype=float64>), shape=(7, 1)), metadata={'target_precision': 0.0, 'circuit_metadata': {}})
<BarContainer object of 7 artists>
Output of the previous code cell

La cella seguente utilizza l' errore standard stimato di ciascun risultato e lo aggiunge come barre di errore. Vedi il bar documentazione della trama per una descrizione completa della trama.

standard_error = job.result()[0].data.stds

_, ax = plt.subplots()
ax.bar(
    observables_labels,
    exp_val.flatten(),
    yerr=standard_error.flatten(),
    capsize=2,
)
ax.set_title("Expectation values (with standard errors)")

Output:

Text(0.5, 1.0, 'Expectation values (with standard errors)')
Output of the previous code cell
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