IBM Kuantum Deneyimi - IBM Quantum Experience


IBM Kuantum Besteci ve IBM Kuantum Laboratuvarı (önceden olduğu gibi topluca bilinen IBM Kuantum Experience ) kamu ve prim erişim sağlayan çevrimiçi bir platform oluşturmak bulut tabanlı kuantum bilgisayar IBM Quantum tarafından sağlanan hizmetlerin. Bu, bir dizi IBM'in prototip kuantum işlemcisine erişimi, kuantum hesaplamayla ilgili bir dizi öğreticiyi ve etkileşimli bir ders kitabına erişimi içerir. Şubat 2021 itibariyle, hizmette altısı halka ücretsiz olarak sunulan 20'den fazla cihaz var. Bu hizmet, algoritmaları ve deneyleri çalıştırmak ve kuantum hesaplama ile nelerin mümkün olabileceğine ilişkin öğreticileri ve simülasyonları keşfetmek için kullanılabilir .

IBM'in kuantum işlemciler oluşur süperiletken transmon qubits bir yer, seyreltme buzdolabının en IBM Araştırma at merkez Thomas J. Watson Araştırma Merkezi'nde . Kullanıcılar, kuantum devre hesaplama modeli aracılığıyla bir kuantum işlemci ile etkileşime girer . Devreler , Quantum Composer ile grafiksel olarak veya Quantum Lab'ın Jupyter not defterlerinde programlı olarak oluşturulabilir . Devreler, Qiskit kullanılarak oluşturulur ve gerçek kuantum sistemlerinde yürütülmek üzere OpenQASM'ye kadar derlenebilir .

Tarih

  • Hizmet, Mayıs 2016'da, beş kubitlik bir kuantum işlemcisi ve yıldız şeklinde bir düzende birbirine bağlanan eşleştirme simülatörü ile IBM Quantum Experience olarak başlatıldı. Şu anda, kullanıcılar donanımla yalnızca kuantum oluşturucu GUI aracılığıyla etkileşime girebiliyordu. Kuantum devreleri ayrıca donanımda bulunan belirli iki kübitlik kapılarla sınırlıydı.
  • Temmuz 2016'da IBM, IBM Quantum Experience topluluk forumunu başlattı. Bu daha sonra bir Slack çalışma alanı ile değiştirildi.
  • Ocak 2017'de IBM, beş kübitlik kuantum işlemcide bulunan iki kübitlik etkileşim setini artırmak, simülatörü yirmi kübite kadar özel topolojilere genişletmek ve kullanıcıların etkileşime girmesine izin vermek dahil olmak üzere IBM Quantum Experience'a bir dizi ekleme yaptı. cihaz ve simülatör ile kuantum derleme dil kodunu kullanarak.
  • Mart 2017'de IBM , kullanıcıların kuantum işlemci ve simülatör üzerinde daha kolay kod yazmalarını ve deneyler yürütmelerini sağlamak için Qiskit'i piyasaya sürdü . Yeni başlayanlar için bir kullanım kılavuzu da eklendi.
  • Mayıs 2017'de IBM, IBM Quantum hizmetinde ek bir 16-qubit işlemci kullanıma sundu.
  • Ocak 2018'de IBM, IBM Quantum Experience'ta ev sahipliği yaptığı bir kuantum ödül programı başlattı.
  • Mayıs 2019'da, web'de barındırılan Jupyter not defterlerinin eklenmesi ve çevrimiçi ve etkileşimli Qiskit ders kitabıyla entegrasyon dahil olmak üzere hizmette büyük bir revizyon yapıldı.
  • Mart 2021'deki yeniden tasarımın ardından, besteci GUI ile Jupyter not defterleri arasında daha büyük bir ayrım yapıldı. IBM Kuantum Deneyim adı ayrı adlar lehine emekli oldu IBM Kuantum Besteci ve IBM Kuantum Lab .

IBM Kuantum Bestecisi

IBM Quantum Composer kullanılarak bir GHZ durum denemesi çalıştırmanın sonucunu gösteren ekran görüntüsü

Quantum Composer, kullanıcıların çeşitli kuantum algoritmaları oluşturmasına veya başka kuantum deneyleri yürütmesine olanak sağlamak için IBM tarafından tasarlanmış bir grafik kullanıcı arabirimidir (GUI) . Kullanıcılar, kuantum algoritmalarının sonuçlarını gerçek bir kuantum işlemci üzerinde çalıştırarak veya bir simülatör kullanarak görebilirler. Quantum Composer'da geliştirilen algoritmalar, bir müzik yaprağına benzeyen Quantum Composer'a atıfta bulunarak "kuantum puanı" olarak adlandırılır.

Oluşturucu ayrıca, kullanıcının programlar yerine OpenQASM dilinde yazabileceği komut dosyası modunda da kullanılabilir . Aşağıda, IBM'in 5-qubit bilgisayarı için oluşturulmuş çok küçük bir program örneği verilmiştir. Program durumu oluşturmak için bilgisayara talimat verir , 3-qubit GHZ durumu bir varyantı olarak düşünülebilir, Bell durum , bunun yerine iki, üç qubits ile. Daha sonra durumu ölçer, onu iki olası sonuçtan birine veya . 

include "qelib1.inc"
qreg q[5];                // allocate 5 qubits (set automatically to |00000>)
creg c[5];                // allocate 5 classical bits

h q[0];                   // Hadamard-transform qubit 0
cx q[0], q[1];            // conditional pauli X-transform (ie. "CNOT") of qubits 0 and 1
                          // At this point we have a 2-qubit Bell state (|00> + |11>)/sqrt(2)

cx q[1], q[2];            // this expands entanglement to the 3rd qubit

measure q[0] -> c[0];     // this measurement collapses the entire 3-qubit state
measure q[1] -> c[1];     // therefore qubit 1 and 2 read the same value as qubit 0
measure q[2] -> c[2];

QASM dilindeki her talimat, bir kuantum geçidinin uygulanması, çip kayıtlarının sıfıra başlatılması veya bu kayıtların ölçülmesidir .

kullanım

  • 2018'de IBM, toplu olarak 3 milyondan fazla deney çalıştıran IBM Quantum Experience'ın 80.000'den fazla kullanıcısı olduğunu bildirdi.
  • Hizmeti kullanarak deneyler yapan araştırmacılar tarafından birçok akademik makale yayınlandı.
  • Üniversite profesörleri, IBM Quantum hizmetine dayalı örnekleri ve deneyleri eğitim müfredatlarına entegre ettiler.
  • İnsanlar ayrıca IBM Quantum hizmetini akademik olmayan çeşitli amaçlar için de kullanmıştır. Bir kullanıcı, "kuantum savaş gemileri" başlıklı biri de dahil olmak üzere IBM Quantum hizmetini kullanarak oyunlar geliştirmeye başladı.

Referanslar

Dış bağlantılar