{ "cells": [ { "cell_type": "markdown", "id": "2d6582ed-04c1-44bb-9dd8-042d46bd8a7b", "metadata": {}, "source": [ "---\n", "title: \"Executor クイックスタート\"\n", "description: \"qiskit-ibm-runtime における Executor プリミティブの使用方法。\"\n", "\n", "---\n", "\n", "\n", "\n", "# Executor クイックスタート\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "b91b019e-f1d9-4a7f-9c5a-68ead8bf2a6d", "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", " このページのコードは、以下の要件に基づいて開発されました。\n", " これらのバージョン以降のご利用をお勧めします。\n", "\n", " ```\n", " qiskit[all]~=2.4.0\n", " qiskit-ibm-runtime~=0.46.1\n", " samplomatic~=0.18.0\n", " ```\n", " \n", "\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "e82a5b3c-eed9-41fe-8940-e88838101ca3", "metadata": {}, "source": [ "[Sampler](/docs/guides/get-started-with-sampler) プリミティブと同様に、Executorは量子回路の実行から出力レジスタをサンプリングしますが、組み込みのエラー抑制や軽減機能は備えていません。 むしろ、これはクライアント側で設計意図を捉えるための要素を提供し、コストのかかる回路バリエーションの生成をサーバー側に移行させる、 [指向性実行モデル](/docs/guides/directed-execution-model)の一部である。 Executorは、回路の注釈やオプションで指定された指示に従い、パラメータ値を生成してバインドし、バインドされた回路をハードウェア上で実行し、実行結果とメタデータを返します。 このシステムは、ユーザーに代わって暗黙の判断を下すことはなく、ユーザーに完全な制御権と透明性を提供します。\n", "\n", "\n", " Qiskit パッケージには、現時点では Executor プリミティブ用の基底クラスが用意されていません。\n", "\n", "\n", "\n", "\n", "## 開始前に\n", "\n", "`samplex`このページにあるコード例の一部では、Samplomatic パッケージに含まれる を使用しています。 したがって、これらのコードブロックを実行する前に、次のコードブロックに示すように、Samplomaticをインストールする必要があります。 詳細については、 [Samplomaticのドキュメント](https://qiskit.github.io/samplomatic)を参照してください。\n", "\n", "```python\n", "pip install samplomatic\n", "\n", "# For visualization support, include the visualization dependencies.\n", "# pip install samplomatic[vis]\n", "```\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "9112ddbd-7101-4cac-a53f-5ecf492bc8d4", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "## Executorプリミティブの使用手順\n", "\n", "\n", "\n", "### 1. アカウントを初期化する\n", "\n", "IBM Quantum Compute Service はマネージド サービスであるため、まずアカウントを初期化する必要があります。 その後、期待値の計算に使用するQPUを選択できます。\n", "\n", "まだ[アカウント](/docs/guides/cloud-setup)をお持ちでない場合は、「 IBM Cloud® アカウントの設定」の手順に従ってください。\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 1, "id": "c0b08867-a635-481e-ac4f-52359382c94d", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService, Executor\n", "from qiskit_ibm_runtime.quantum_program import QuantumProgram\n", "from qiskit.circuit import QuantumCircuit\n", "from qiskit.transpiler import generate_preset_pass_manager\n", "from samplomatic.transpiler import generate_boxing_pass_manager\n", "from samplomatic import build\n", "\n", "# Initialize the service and choose a backend\n", "service = QiskitRuntimeService()\n", "backend = service.least_busy(operational=True, simulator=False)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 2, "id": "ec105ea7-d806-4333-92af-2d7c578c67d9", "metadata": {}, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "\n" ] } ], "source": [ "print(backend)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "89c4ffd9-acde-4b1f-8ada-fc39b7a708ed", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### 2. 回路を作成し、トランスパイルする\n", "\n", "Executorプリミティブを使用するには、少なくとも1つの回路が必要です。 必要に応じてパラメータを指定できます。\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 3, "id": "7671b4dd-b031-44b7-bd4a-48dd39fb93f4", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "# Generate the circuit\n", "circuit = QuantumCircuit(2)\n", "circuit.h(0)\n", "circuit.h(1)\n", "circuit.cz(0, 1)\n", "circuit.h(1)\n", "\n", "# Using `measure_all` automatically creates the necessary\n", "# classical registers.\n", "circuit.measure_all()" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "127d6de9-084e-47d5-82d6-f2197c0bd74c", "metadata": {}, "source": [ "この回路は、QPUがサポートする命令のみを使用するように変換する必要があります（ *これは命令セットアーキテクチャ（ISA）* 回路と呼ばれます）。 これを行うには、トランスパイラーを使用してください。\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 4, "id": "7a98fb20-8731-43f3-a81c-fb2bc8cba9db", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "# Transpile the circuit\n", "preset_pass_manager = generate_preset_pass_manager(\n", " backend=backend, optimization_level=0\n", ")\n", "isa_circuit = preset_pass_manager.run(circuit)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "172b3622-adbb-43f6-9cec-b70dc72094e0", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### 3. ` `QuantumProgram` ` を初期化する\n", "\n", "ワークロードに合わせて を `QuantumProgram` 初期化してください。 `QuantumProgramItems`A `QuantumProgram` は で構成されています。 通常、各項目は回路、一連のパラメータ値、および場合によっては回路の内容をランダム化する機能 `samplex` で構成されます。 詳細については、 [「Executorの入力と出力」](/docs/guides/executor-input-output) を参照してください。\n", "\n", "次のセルでは、 を `QuantumProgram` 初期化し、25回の発射を行うよう指定しています。 次に、トランスパイルされたターゲット回路を追加します。\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 5, "id": "eb6719cf-c7f1-4265-8602-9a65071a2dd5", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "# Initialize an empty program\n", "program = QuantumProgram(shots=25)\n", "\n", "# Append the circuit to the program\n", "program.append_circuit_item(isa_circuit)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "da542e9b-f143-4651-ab3d-86fb54c066ab", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### 4. 任意：ゲートと測定値を注釈付きボックスにまとめる\n", "\n", "命令をボックスにまとめ、注釈を付けることが、意図を明確にする主な方法です。 次の例では、およびそのツイリングパラメータを使用して `generate_boxing_pass_manager` 、2量子ビットゲートと測定をボックスにグループ化し、ツイリング注釈を適用します。\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 6, "id": "245a4574-3ce9-4f77-98c8-af32cde8ac01", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 6, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Generate a boxing pass manager to group gates\n", "# and measurements into boxes and add\n", "# a`Twirl` annotation.\n", "boxes_pm = generate_boxing_pass_manager(\n", " # Add gate twirling\n", " enable_gates=True,\n", " # Add measurement twirling\n", " enable_measures=True,\n", ")\n", "\n", "boxed_circuit = boxes_pm.run(isa_circuit)\n", "boxed_circuit.draw(\"mpl\", idle_wires=False)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "2b2fe4a7-2a1c-489e-9063-3084edfc2517", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### 5. 任意：テンプレート回路とsamplexを作成し、プログラムに追加する\n", "\n", "次に、Samplomatic [のビルド](https://qiskit.github.io/samplomatic/api/auto/samplomatic.build.html#samplomatic.build)手法を使用して、 *テンプレート回路*と *samplex* ペアを生成します。 このテンプレート回路は、元の回路と構造的に同等です。 ただし、所定の注釈（この例ではゲートおよび測定のツイリング）を実装するために、その単一量子ビットゲートはパラメータ化ゲートに置き換えられている。 このサンプレックスには、テンプレート回路のランダム化されたパラメータを生成するために必要なすべての情報がエンコードされています。\n", "\n", "テンプレート回路とサンプルクス・ペアを生成したら、` `append\\_samplex\\_item` method` を使用してそのペアをプログラムに追加します。\n", "\n", "およびその引数に関する `samplomatic.samplex.Samplex` 詳細については、Samplomatic [API](https://qiskit.github.io/samplomatic/api/index.html) ドキュメントを参照してください。\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 7, "id": "47bbeef2-2d85-4495-b740-2e64eb9066b7", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "# Build the template circuit and the samplex\n", "template_circuit, samplex = build(boxed_circuit)\n", "\n", "# Append the template circuit and samplex as a `samplex_item`\n", "program.append_samplex_item(\n", " template_circuit,\n", " samplex=samplex,\n", " shape=(num_randomizations := 20,),\n", ")" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "3733cce7-15d5-4c04-a1cd-0bf83e94aeaf", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "### 6. Executorを呼び出して結果を取得する\n", "\n", "IBM® バックエンド上で、デフォルトオプションを `Executor` 指定して プリミティブを実行します `QuantumProgram` 。 利用可能なオプションについては、 [「Executor オプション」](/docs/guides/executor-options) を参照してください。\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 8, "id": "b767050c-0299-4100-8be4-b73b0587e088", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "" ] }, "execution_count": 8, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "# Initialize an Executor with the default options\n", "executor = Executor(mode=backend)\n", "\n", "# Submit the job\n", "job = executor.run(program)\n", "job" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 9, "id": "a341681d-0704-4800-af65-e49b7627bb36", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "# Retrieve the result\n", "result = job.result()" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "e649245b-633d-4123-ad55-9971b9366433", "metadata": {}, "source": [ "[`QuantumProgramResult`](/docs/api/qiskit-ibm-runtime/results-quantum-program-result)結果は 型です。 結果オブジェクトの詳細については、 「[Executor の入力と出力](/docs/guides/executor-input-output) 」を参照してください。\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "a6e149b1-de4f-41bb-b972-0781f082fa45", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "## 次のステップ\n", "\n", "\n", " * [Executorのサンプル](/docs/guides/executor-examples)を試してみてください。\n", " * [実行者の入力と出力を](/docs/guides/executor-input-output)理解する。\n", " * [Executorのブロードキャストの動作](/docs/guides/executor-broadcasting)について学びましょう。\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 }