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"cells": [
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"id": "1f7fe7f1-988f-461f-8222-f291404b912a",
"metadata": {},
"source": [
"---\n",
"title: \"Ordine dei bit nell' Qiskit SDK\"\n",
"description: \"Scopri le convenzioni di ordinazione di Qiskit SDK e perché le abbiamo scelte\"\n",
"---\n",
"\n",
"{/* cspell:ignore leftrightarrow */}\n",
"\n"
]
},
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"cell_type": "markdown",
"id": "49fb8eee-d17a-4648-8b6f-52097acfb305",
"metadata": {
"tags": [
"version-info"
]
},
"source": [
"{/*\n",
" DO NOT EDIT THIS CELL!!!\n",
" This cell's content is generated automatically by a script. Anything you add\n",
" here will be removed next time the notebook is run. To add new content, create\n",
" a new cell before or after this one.\n",
" */}\n",
"\n",
"\n",
" \n",
" Il codice di questa pagina è stato sviluppato in base ai seguenti requisiti.\n",
" Si consiglia di utilizzare queste versioni o versioni più recenti.\n",
"\n",
" ```\n",
" qiskit[all]~=2.5.1\n",
" ```\n",
" \n",
"\n",
"\n"
]
},
{
"cell_type": "markdown",
"id": "369b8b49-a2af-4999-85df-f7659022e11b",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"\n",
"# Ordine dei bit nell' Qiskit SDK\n",
"\n",
"Se si dispone di un insieme di $n$ bit (o qubit), di solito si etichetta ogni bit $0 \\rightarrow n-1$. Diversi software e risorse devono scegliere come ordinare i bit questi bit sia nella memoria del computer sia quando vengono visualizzati sullo schermo.\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"## Convenzioni Qiskit\n",
"\n",
"Ecco come l'SDK Qiskit ordina i bit in diversi scenari.\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"### Circuiti quantistici\n",
"\n",
"La classe `QuantumCircuit` memorizza i suoi qubit in una lista (`QuantumCircuit.qubits`). L'indice di un qubit in questa lista definisce l'etichetta del qubit etichetta del qubit.\n",
"\n"
]
},
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{
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"text/plain": [
""
]
},
"execution_count": 1,
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"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"from qiskit import QuantumCircuit, QuantumRegister\n",
"from qiskit.circuit import Qubit\n",
"\n",
"qc = QuantumCircuit(2)\n",
"qc.qubits[0] # qubit \"0\"\n",
"\n",
"Qubit(QuantumRegister(2, \"q\"), 0)"
]
},
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"id": "22c49977-e960-4620-ae1d-a7a90a879b45",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"\n",
"### Schemi elettrici\n",
"\n",
"In un diagramma di circuito, il qubit $0$ è il qubit più in alto e il qubit $n-1$ è il qubit più in basso qubit più in basso. Si può cambiare con l'argomento `reverse_bits` di `QuantumCircuit.draw` (vedere [Modifica dell'ordinamento in Qiskit](#change-ordering-in-qiskit) ).\n",
"\n"
]
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{
"data": {
"text/plain": [
" \n",
"q_0: ─────\n",
" ┌───┐\n",
"q_1: ┤ X ├\n",
" └───┘"
]
},
"execution_count": 2,
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"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"qc.x(1)\n",
"qc.draw()"
]
},
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"id": "19aa0892-a578-49e3-98df-14c696d01896",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"\n",
"### Interi\n",
"\n",
"Quando si interpretano i bit come un numero, il bit $0$ è il bit meno significativo e il bit il più significativo il bit $n-1$ è il più significativo. Questo è utile per la codifica, perché ogni bit ha il valore il valore $2^\\text{label}$ (l'etichetta è l'indice del qubit in `QuantumCircuit.qubits`). Ad esempio, la seguente esecuzione del circuito termina con il bit $0$ che è `0`, e il bit $1$ che è `1`. Questo viene interpretato come un intero decimale `2` (misurato con probabilità `1.0`).\n",
"\n"
]
},
{
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"execution_count": 3,
"id": "7ecb86d3-fe3a-43b0-9293-cba967e80fdc",
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"outputs": [
{
"name": "stdout",
"output_type": "stream",
"text": [
" > Counts: {'10': 1024}\n"
]
}
],
"source": [
"from qiskit.primitives import StatevectorSampler as Sampler\n",
"\n",
"qc.measure_all()\n",
"\n",
"job = Sampler().run([qc])\n",
"result = job.result()\n",
"print(f\" > Counts: {result[0].data.meas.get_counts()}\")"
]
},
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"id": "e263f4f9-f383-4583-bdd4-f8792d6809db",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"\n",
"### Stringhe\n",
"\n",
"Quando si visualizza o si interpreta un elenco di bit (o qubit) come una stringa, il bit $n-1$ è il bit più a sinistra e il bit $0$ è il bit più a destra. Questo perché di solito di solito scriviamo i numeri con la cifra più significativa a sinistra, e in Qiskit, il bit $n-1$ viene interpretato come il bit più significativo.\n",
"\n",
"Per esempio, la cella seguente definisce uno `Statevector` da una stringa di stati a stati a singolo qubit. In questo caso, il qubit $0$ si trova nello stato $|+\\rangle$, e il il qubit $1$ nello stato $|0\\rangle$.\n",
"\n"
]
},
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"outputs": [
{
"data": {
"text/plain": [
"{np.str_('00'): np.float64(0.4999999999999999),\n",
" np.str_('01'): np.float64(0.4999999999999999)}"
]
},
"execution_count": 4,
"metadata": {},
"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"from qiskit.quantum_info import Statevector\n",
"\n",
"sv = Statevector.from_label(\"0+\")\n",
"sv.probabilities_dict()"
]
},
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"id": "86c48e21-9138-4dec-a312-0b5deefd0e35",
"metadata": {},
"source": [
"Questo può causare confusione nell'interpretazione di una stringa di bit, in quanto ci si potrebbe aspettare che il bit più a sinistra sia il bit, mentre di solito rappresenta un bit ci si potrebbe aspettare che il bit più a sinistra sia il bit $0$, mentre di solito rappresenta il bit $n-1$.\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"### Matrice vettori di stato\n",
"\n",
"Quando si rappresenta un vettore di stato come una lista di numeri complessi (ampiezze), Qiskit ordina queste ampiezze in modo che l'ampiezza all'indice $x$ rappresenti lo stato base computazionale lo stato base computazionale $|x\\rangle$.\n",
"\n"
]
},
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{
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"output_type": "stream",
"text": [
"(0.7071067811865475+0j)\n",
"0j\n"
]
}
],
"source": [
"print(sv[1]) # amplitude of state |01>\n",
"print(sv[2]) # amplitude of state |10>"
]
},
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"id": "cc92b428-80c7-4530-bebc-3486aecee5f2",
"metadata": {},
"source": [
"\n",
"\n",
"### Gate\n",
"\n",
"Ogni porta di Qiskit può interpretare una lista di qubit a modo suo, ma le porte controllate di solito seguono la convenzione gate controllati di solito seguono la convenzione `(control, target)`.\n",
"\n",
"Ad esempio, la cella seguente aggiunge un gate controllato-X in cui il qubit $0$ è il controllo e il qubit è il target controllo e il qubit $1$ è il target.\n",
"\n"
]
},
{
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"execution_count": 6,
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{
"data": {
"text/plain": [
" \n",
"q_0: ──■──\n",
" ┌─┴─┐\n",
"q_1: ┤ X ├\n",
" └───┘"
]
},
"execution_count": 6,
"metadata": {},
"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"from qiskit import QuantumCircuit\n",
"\n",
"qc = QuantumCircuit(2)\n",
"qc.cx(0, 1)\n",
"qc.draw()"
]
},
{
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"id": "2b9ee336-e645-41ee-aeda-5f9dfe3a3f88",
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"source": [
"Seguendo tutte le convenzioni precedentemente menzionate in Qiskit, questo CX-gate esegue la trasformazione $|01\\rangle \\leftrightarrow |11\\rangle$, quindi ha la seguente matrice.\n",
"\n",
"$$\n",
"\\begin{pmatrix}\n",
" 1 & 0 & 0 & 0 \\\\\n",
" 0 & 0 & 0 & 1 \\\\\n",
" 0 & 0 & 1 & 0 \\\\\n",
" 0 & 1 & 0 & 0 \\\\\n",
"\\end{pmatrix}\n",
"$$\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"## Modifica dell'ordinamento in Qiskit\n",
"\n",
"Per disegnare un circuito con i qubit in ordine inverso (cioè con il qubit $0$ in basso), utilizzare l'argomento in basso), utilizzare l'argomento `reverse_bits` . Questo influisce solo sul diagramma generato e non influisce sul circuito; la porta X continua ad agire sul qubit $0$.\n",
"\n"
]
},
{
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{
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" \n",
"q_1: ─────\n",
" ┌───┐\n",
"q_0: ┤ X ├\n",
" └───┘"
]
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"output_type": "execute_result"
}
],
"source": [
"from qiskit import QuantumCircuit\n",
"\n",
"qc = QuantumCircuit(2)\n",
"qc.x(0)\n",
"qc.draw(reverse_bits=True)"
]
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{
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"id": "4e343e80-3f77-4fe7-8942-afbe71f756ab",
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"source": [
"È possibile utilizzare il metodo `reverse_bits` per restituire un nuovo circuito con le etichette dei con le etichette dei qubit invertite (questo non modifica il circuito originale).\n",
"\n"
]
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" \n",
"q_0: ─────\n",
" ┌───┐\n",
"q_1: ┤ X ├\n",
" └───┘"
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"qc.reverse_bits().draw()"
]
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"id": "da750e37-2624-4797-82c0-560ee7d5367d",
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"source": [
"Si noti che in questo nuovo circuito la porta X agisce sul qubit $1$.\n",
"\n",
"\n",
"\n",
"## Passi successivi\n",
"\n",
"\n",
" * Un esempio di utilizzo dei circuiti è riportato nell'esercitazione sull' [algoritmo di Grover](/docs/tutorials/grovers-algorithm).\n",
" * Esplorate il riferimento all' [API QuantumCircuit](/docs/api/qiskit/qiskit.circuit.QuantumCircuit#quantumcircuit-class).\n",
"\n",
"\n"
]
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"id": "a1b8767d",
"source": "© IBM Corp., 2017-2026"
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