Introdução ao livro “ Qiskit Functions ”
Notas
- Qiskit Functions são um recurso experimental disponível apenas para usuários dos planos “ IBM Quantum® Premium Plan ”, “Flex Plan” e “ On-Prem ” (por meio da API do IBM Quantum Platform ). Elas estão em fase de pré-lançamento e estão sujeitas a alterações.
Qiskit Functions simplificar e acelerar a descoberta de algoritmos e o desenvolvimento de aplicações em escala industrial, por meio da abstração de partes do fluxo de trabalho de desenvolvimento de software quântico. Dessa forma, Qiskit Functions permitem economizar o tempo que normalmente seria gasto escrevendo código manualmente e ajustando experimentos.
As funções podem assumir duas formas:
Tipo | Para que serve? | Exemplos de entradas e saídas | Para quem é destinado? |
|---|---|---|---|
| Função do circuito | Interface simplificada para a execução de circuitos. Transpilagem de abstratos, supressão de erros e mitigação de erros | Entrada : Resumo PUB objetos Saída : Valores esperados mitigados | Pesquisadores que utilizam o Qiskit para descobrir novos algoritmos e aplicações, sem precisar se concentrar na otimização para o hardware ou no tratamento de erros. As funções do circuito podem ser usadas para criar funções personalizadas para aplicativos. |
| Função do aplicativo | Aborda tarefas de nível mais avançado, como a exploração de algoritmos e casos de uso específicos de cada área. Resumos de fluxos de trabalho quânticos para resolver tarefas, com entradas e saídas clássicas | Entrada : Moléculas, gráficos Saída : Energia do estado fundamental + estado excitado, valores ótimos para a função de custo. | Pesquisadores em áreas não quânticas, que integram a tecnologia quântica aos fluxos de trabalho clássicos em grande escala já existentes, sem a necessidade de mapear dados clássicos para circuitos quânticos. |
As funções são fornecidas pela IBM® e por parceiros terceirizados. Cada um deles apresenta bom desempenho para características específicas de carga de trabalho e possui opções exclusivas de ajuste de desempenho.
Visão geral das funções disponíveis
Funções do circuito
Nome | Provedor | Uso recomendado | Benefícios exclusivos |
|---|---|---|---|
| Mitigação Guia Referência da API Licença de erros em redes tensoriais | Algorithmiq | Cargas de trabalho que possuem observáveis de baixo peso e circuitos sem loops. | Reduz a sobrecarga e a variação das medições, superando os padrões de referência para mitigação de erros, como a Extrapolação de Ruído Zero (ZNE) e o Cancelamento Probabilístico de Erros (PEC), para classes de circuitos relevantes. |
| QESEM: Supressão e Mitigação de Erros Guia Referência da API | Qedma | Cargas de trabalho que incluem circuitos com portas fracionárias ou parametrizadas, observáveis de alto peso e fluxos de trabalho que exigem valores de expectativa não sesgados e estimativas precisas de tempo de execução. | Gera valores de expectativa imparciais com menor variância e menor consumo de recursos, superando o ZNE e o PEC para classes relevantes de circuitos. |
| Gestão Guia Referência da API Licença de Desempenho | Q-CTRL | Cargas de trabalho que contêm circuitos paramétricos, circuitos profundos ou que exigem muitas execuções de circuitos. | Aplica automaticamente a supressão de erros baseada em IA a algoritmos quânticos, maximizando o desempenho de dispositivos d IBM, a fim de fornecer resultados precisos e, ao mesmo tempo, reduzir o número de tentativas, o tempo de computação e os custos necessários. Método sem sobrecarga que melhora a precisão de execução das primitivas Sampler e Estimator, compatível com qualquer peso das variáveis observáveis. |
Funções do aplicativo
Nome | Provedor | Uso recomendado | Benefícios exclusivos |
|---|---|---|---|
| QUICK-PDE Guia Referência da API Licença | ColibriTD | Utilize a computação quântica para equações diferenciais parciais (EDPs) multifísicas. Prepare fluxos de trabalho de simulação para hardware quântico, mantendo controle total sobre os parâmetros de modelagem quântica e física. | Oferece uma estrutura híbrida robusta de VQA que fornece soluções precisas e escaláveis para equações diferenciais parciais (PDE) por meio de métodos avançados de codificação de soluções e métodos espectrais, tornando-a um ponto de partida ideal para equipes que buscam desenvolver recursos de simulação preparados para a computação quântica. |
| Otimizador de Portfólio Quântico Guia Referência da API Licença | Global Data Quantum | Cargas de trabalho para otimização financeira, buscando estratégias ideais de portfólio ao longo do tempo, minimizando riscos e maximizando retornos, permitindo o back-testing de estratégias de negociação. | Resolve problemas de otimização combinatória por meio de uma adaptação altamente especializada do algoritmo quântico VQE para esse caso de uso financeiro, utilizando estratégias de execução e otimizadores otimizados, juntamente com técnicas de mitigação de erros sensíveis ao ruído, adaptadas à otimização de portfólio. |
| Química Guia Referência da API Licença HI-VQE | Qunova Computing | Tarefas nas áreas de química computacional, simulação molecular, ciência dos materiais ou qualquer simulação hamiltoniana que exija a resolução de problemas de estrutura eletrônica de muitos corpos. | Calcula estruturas eletrônicas moleculares utilizando o método SQD aprimorado, alcançando precisão química (1 kcal/mol, 1.6 mHa ) para problemas modelados com 40 a 60 qubits, superando algumas soluções clássicas em supercomputadores ou o método SQD padrão em velocidade de convergência ou precisão, respectivamente, em ordens de magnitude. |
| Iskay Quantum Optimizer Guia Referência da API Licença | Kipu Quantum | Cargas de trabalho de otimização, como programação, logística, roteirização e problemas QUBO/HUBO. | Métodos integrados e ajustáveis de pré- e pós-processamento clássicos para a rotina de otimização quântica. Oferece vantagem em termos de tempo de execução em relação aos solucionadores clássicos (CPLEX, recozimento simulado e busca tabu) em benchmarks selecionados do HUBO. Market Split ms_5_100, um desafio difícil, resolvido em poucas horas (veja este tutorial ). |
| Singularidade Machine Learning Guia Referência da API Licença | Computação Multiverso | Fluxos de trabalho clássicos de classificação em aprendizado de máquina que poderiam se beneficiar de maior precisão ou eficiência computacional ao aproveitar a otimização quântica executada em hardware d IBM. | Oferece precisão comparável ou superior à de modelos clássicos, como Random Forest ou XGBoost, ao mesmo tempo em que opera com um número significativamente menor de aprendizes e um conjunto mais compacto. Com base na votação otimizada quântica, ele seleciona os aprendizes mais informativos e refina os limites de decisão, resultando em maior eficiência, menor complexidade do modelo e desempenho mais robusto. |
| Solucionador Guia Referência da API Licença de otimização | Q-CTRL | Problemas de otimização binária ou qualquer problema combinatório que possa ser mapeado para uma função de custo binária. São suportadas funções de custo de qualquer ordem e tamanhos de problema até a escala máxima do dispositivo. | Solução de otimização quântica de ponta a ponta, sensível ao ruído, que permite a inserção de definições de problemas de alto nível e encontra automaticamente soluções precisas para problemas combinatórios classicamente complexos em hardware quântico em escala de utilidade. Ele simplifica a complexidade ao lidar com a supressão de erros, o mapeamento eficiente e a otimização híbrida quântica-clássica para resolver tarefas de otimização em escala total do dispositivo, sem a necessidade de profundo conhecimento em computação quântica. |
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