{ "cells": [ { "cell_type": "markdown", "id": "0af88701-d9bc-47f2-8ceb-2ae51f567934", "metadata": {}, "source": [ "---\n", "title: \"Visualizza i circuiti\"\n", "description: \"Crea visualizzazioni dei circuiti e traccia i dati di lavoro utilizzando il modulo di visualizzazione Qiskit\"\n", "---\n", "\n", "{/* cspell:ignore qcircuit mactex, backgroundcolor, lightgreen */}\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "8d75dc24-b8d2-45f8-830b-48e45f794a31", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "# Visualizza i circuiti\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "7ea76afb-aecf-4ea2-b173-5d5e7e7d68ec", "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": "bd5865b3-adfa-4c87-be55-51f693335184", "metadata": {}, "source": [ "Spesso è utile vedere i circuiti che si stanno creando. Utilizzare le seguenti opzioni per visualizzare i circuiti Qiskit.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 1, "id": "488c8d7d-5615-40ec-bf84-f1fa94832fce", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "from qiskit import QuantumCircuit" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "8bbddcca-300c-4f20-98dd-a0723cdef026", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "## Disegna un circuito quantistico\n", "\n", "La classe `QuantumCircuit` supporta il disegno dei circuiti attraverso il metodo `draw()` o la stampa dell'oggetto circuito. Per impostazione predefinita, entrambi visualizzano una versione artistica ASCII dello schema circuitale.\n", "\n", "Si noti che `print` restituisce `None` ma ha come effetto collaterale la stampa del diagramma, mentre `QuantumCircuit.draw` restituisce il diagramma senza effetti collaterali. Poiché i taccuini Jupyter visualizzano l'output dell'ultima riga di ogni cella, sembrano avere lo stesso effetto.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 2, "id": "547f07e8-7891-433c-ac53-3186196b3aa7", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "# Build a quantum circuit\n", "circuit = QuantumCircuit(3, 3)\n", "circuit.x(1)\n", "circuit.h(range(3))\n", "circuit.cx(0, 1)\n", "circuit.measure(range(3), range(3));" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 3, "id": "d69ae2df-c31c-414f-bba2-4c4a1012de41", "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ " ┌───┐ ┌─┐ \n", "q_0: ┤ H ├───────■──┤M├───\n", " ├───┤┌───┐┌─┴─┐└╥┘┌─┐\n", "q_1: ┤ X ├┤ H ├┤ X ├─╫─┤M├\n", " ├───┤└┬─┬┘└───┘ ║ └╥┘\n", "q_2: ┤ H ├─┤M├───────╫──╫─\n", " └───┘ └╥┘ ║ ║ \n", "c: 3/═══════╩════════╩══╩═\n", " 2 0 1 \n" ] } ], "source": [ "print(circuit)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 4, "id": "04c91fd9-50a1-4ff3-84e4-0b51a6b1541a", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ " ┌───┐ ┌─┐ \n", "q_0: ┤ H ├───────■──┤M├───\n", " ├───┤┌───┐┌─┴─┐└╥┘┌─┐\n", "q_1: ┤ X ├┤ H ├┤ X ├─╫─┤M├\n", " ├───┤└┬─┬┘└───┘ ║ └╥┘\n", "q_2: ┤ H ├─┤M├───────╫──╫─\n", " └───┘ └╥┘ ║ ║ \n", "c: 3/═══════╩════════╩══╩═\n", " 2 0 1 " ] }, "execution_count": 4, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "circuit.draw()" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "2159af06-93b8-441d-b8aa-c29324d26c6e", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### Renderizzatori alternativi\n", "\n", "Un'uscita di testo è utile per visualizzare rapidamente l'output durante lo sviluppo di un circuito, ma non offre la massima flessibilità. Esistono due rendering alternativi per il circuito quantistico. Uno usa [Matplotlib](https://matplotlib.org/) e l'altro usa [LaTeX](https://www.latex-project.org/). Il renderer LaTeX richiede il [pacchetto qcircuit](https://github.com/CQuIC/qcircuit). Selezionare questi rendering impostando l'argomento \"output\" sulle stringhe `mpl` e `latex`.\n", "\n", "\n", " Gli utenti di OSX possono ottenere i pacchetti LaTeX necessari attraverso il [pacchetto mactex](https://www.tug.org/mactex/).\n", "\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 5, "id": "3f9c61c9-58f9-4315-a639-455fa2e58450", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 5, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Matplotlib drawing\n", "circuit.draw(output=\"mpl\")" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 6, "id": "94948dab-57de-45f0-8dd7-5901ae69b70a", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 6, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Latex drawing\n", "circuit.draw(output=\"latex\")" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "51fc6f51-6345-435d-abed-857f29a3f451", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### Salva output\n", "\n", "Disegnare un circuito su larga scala in linea in un notebook Jupyter può essere lento o illeggibile.\n", "È possibile salvare il diagramma direttamente in un file, quindi aprirlo in un visualizzatore di immagini e ingrandirlo come necessario.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 7, "id": "17889caf-d953-4661-9188-00505c17064e", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 7, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Save as an image using the Matplotlib drawer\n", "circuit.draw(output=\"mpl\", filename=\"circuit-mpl.jpeg\")" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 8, "id": "a36d1aa9-fa0d-4e27-ac83-5deee43a20dd", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 8, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Or save a LaTeX rendering\n", "circuit.draw(output=\"latex\", filename=\"circuit-latex.pdf\")" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "78688e6c-3ed2-4ef2-b3db-80fdae35e585", "metadata": { "jp-MarkdownHeadingCollapsed": true }, "source": [ "\n", "\n", "### Schemi dei circuiti di controllo\n", "\n", "Per impostazione predefinita, il metodo `draw()` restituisce l'immagine renderizzata come oggetto e non produce alcun risultato. La classe esatta restituita dipende dall'output specificato: `'text'` (l'impostazione predefinita) restituisce un oggetto `TextDrawer` , `'mpl'` restituisce un oggetto `matplotlib.Figure` e `latex` restituisce un oggetto `PIL.Image` . I notebook Jupyter comprendono questi tipi di ritorno e li rendono correttamente, ma quando vengono eseguiti al di fuori di Jupyter, le immagini non vengono visualizzate automaticamente.\n", "\n", "Il metodo `draw()` ha argomenti opzionali per visualizzare o salvare l'output. Se specificato, il kwarg `filename` prende un percorso in cui salvare l'output renderizzato. In alternativa, se si utilizzano le uscite `mpl` o `latex` , è possibile utilizzare il kwarg `interactive` per aprire l'immagine in una nuova finestra (questo non funziona sempre all'interno di un blocco note).\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "fc41270b-3518-40af-8921-dfa9666fc8e0", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### Personalizza l'output\n", "\n", "A seconda dell'uscita, è possibile personalizzare lo schema elettrico.\n", "\n", "\n", "\n", "#### Disabilita le barriere di trama e inverti l'ordine dei bit\n", "\n", "Le prime due opzioni sono condivise da tutti e tre i backend. Consentono di configurare sia l'ordine dei bit che il disegno o meno delle barriere. Questi possono essere impostati rispettivamente con i comandi `reverse_bits` kwarg e `plot_barriers` kwarg. Gli esempi seguenti funzionano con qualsiasi renderer di output; `mpl` è usato qui per brevità.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 9, "id": "db61dc71-4cdc-4bb7-8139-8820e7785e55", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "from qiskit import QuantumRegister, ClassicalRegister\n", "\n", "# Draw a new circuit with barriers and more registers\n", "q_a = QuantumRegister(3, name=\"a\")\n", "q_b = QuantumRegister(5, name=\"b\")\n", "c_a = ClassicalRegister(3)\n", "c_b = ClassicalRegister(5)\n", "\n", "circuit = QuantumCircuit(q_a, q_b, c_a, c_b)\n", "circuit.x(q_a[1])\n", "circuit.x(q_b[1])\n", "circuit.x(q_b[2])\n", "circuit.x(q_b[4])\n", "circuit.barrier()\n", "circuit.h(q_a)\n", "circuit.barrier(q_a)\n", "circuit.h(q_b)\n", "circuit.cswap(q_b[0], q_b[1], q_b[2])\n", "circuit.cswap(q_b[2], q_b[3], q_b[4])\n", "circuit.cswap(q_b[3], q_b[4], q_b[0])\n", "circuit.barrier(q_b)\n", "circuit.measure(q_a, c_a)\n", "circuit.measure(q_b, c_b);" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 10, "id": "8e57cd43-8a48-469d-8f69-8e7c936d4a1e", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 10, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Draw the circuit\n", "circuit.draw(output=\"mpl\")" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 11, "id": "8e7a251a-0a4f-43e0-8cf5-48493df7bad9", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 11, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Draw the circuit with reversed bit order\n", "circuit.draw(output=\"mpl\", reverse_bits=True)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 12, "id": "b4a601ad-1c04-4b16-afbd-ac5a0ad42653", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 12, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Draw the circuit without barriers\n", "circuit.draw(output=\"mpl\", plot_barriers=False)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "18b0bfbe-b586-4182-9a0d-b858655a9240", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### Personalizzazioni specifiche del renderizzatore\n", "\n", "Alcune opzioni di personalizzazione disponibili sono specifiche per un renderer.\n", "\n", "L'argomento `fold` imposta una larghezza massima per l'uscita. Nel renderer `text` , questo parametro imposta la lunghezza delle linee del diagramma prima di passare alla linea successiva. Quando si usa il renderer 'mpl', questo è il numero di livelli (visivi) prima di passare alla riga successiva.\n", "\n", "Il renderer `mpl` ha il kwarg `style` , che modifica i colori e i contorni. Per maggiori dettagli, consultare la [documentazione API](/docs/api/qiskit/qiskit.circuit.QuantumCircuit#draw).\n", "\n", "L'opzione `scale` ridimensiona l'output dei renderer `mpl` e `latex` .\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 13, "id": "1e08bf74-378f-45e6-b195-a9539061013d", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ " ┌───┐┌───┐┌───┐┌───┐┌───┐┌───┐┌───┐»\n", "q: ┤ H ├┤ H ├┤ H ├┤ H ├┤ H ├┤ H ├┤ H ├»\n", " └───┘└───┘└───┘└───┘└───┘└───┘└───┘»\n", "« ┌───┐┌───┐┌───┐\n", "«q: ┤ H ├┤ H ├┤ H ├\n", "« └───┘└───┘└───┘" ] }, "execution_count": 13, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "circuit = QuantumCircuit(1)\n", "for _ in range(10):\n", " circuit.h(0)\n", "# limit line length to 40 characters\n", "circuit.draw(output=\"text\", fold=40)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 14, "id": "decadf88-4866-45a0-9e2f-836c51491f9e", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 14, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Change the background color in mpl\n", "\n", "style = {\"backgroundcolor\": \"lightgreen\"}\n", "circuit.draw(output=\"mpl\", style=style)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 15, "id": "ade9a653-3243-4ac9-bb0e-c8fb82f7a034", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 15, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Scale the mpl output to 1/2 the normal size\n", "circuit.draw(output=\"mpl\", scale=0.5)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "495b560a-d835-448b-aa01-5025a7a0689e", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### Funzione autonoma di disegno dei circuiti\n", "\n", "Se si dispone di un'applicazione in cui si preferisce disegnare un circuito con una funzione autonoma invece che come metodo di un oggetto circuito, è possibile utilizzare direttamente la funzione `circuit_drawer()` , che fa parte dell'interfaccia pubblica stabile di `qiskit.visualization`. La funzione si comporta in modo identico al metodo `circuit.draw()` , tranne che per il fatto che riceve un oggetto circuito come argomento obbligatorio.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 16, "id": "256dd092-b2eb-47af-a025-0ecdf85c2d5a", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 16, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "from qiskit.visualization import circuit_drawer\n", "\n", "circuit_drawer(circuit, output=\"mpl\", plot_barriers=False)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "0761df2f-183f-48e3-9070-766a9920c2b9", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "## Passi successivi\n", "\n", "\n", " * Un esempio di visualizzazione dei circuiti è riportato nell'esercitazione sull' [algoritmo di Grover](/docs/tutorials/grovers-algorithm).\n", " * Visualizza circuiti semplici utilizzando [IBM Quantum Composer](/docs/guides/composer).\n", " * [Visualizza la temporizzazione del circuito](/docs/guides/visualize-circuit-timing).\n", " * Consulta la [documentazione relativa all'API di visualizzazione Qiskit](/docs/api/qiskit/visualization).\n", "\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "id": "a1b8767d", "source": "© IBM Corp., 2017-2026" } ], "metadata": { "kernelspec": { "display_name": "Python 3", "language": "python", "name": "python3" }, "language_info": { "codemirror_mode": { "name": "ipython", "version": 3 }, "file_extension": ".py", "mimetype": "text/x-python", "name": "python", "nbconvert_exporter": "python", "pygments_lexer": "ipython3", "version": "3" } }, "nbformat": 4, "nbformat_minor": 4 }