Guía de bolsillo Qiskit

Prefacio

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Qiskit es un SDK (kit de desarrollo de software) de código abierto para trabajar con ordenadores cuánticos a nivel de pulsos, circuitos y módulos de aplicación. El propósito de este libro es proporcionar una guía sucinta para que los desarrolladores la utilicen al crear aplicaciones que aprovechen los ordenadores cuánticos y los simuladores.

Esperamos que este libro permita a los desarrolladores participar activamente en la comunidad Qiskit de código abierto. La comunidad Qiskit, así como la documentación, tutoriales y otros recursos, están disponibles en Qiskit.

Cómo está estructurado este libro

Nuestro objetivo en esta guía es abordar gran parte de la funcionalidad de Qiskit que los desarrolladores de aplicaciones utilizarán habitualmente. Parte de esta funcionalidad de Qiskit se considera fundamental para la computación cuántica. Otras funcionalidades de Qiskit soportan conceptos de computación cuántica como la información cuántica y los algoritmos cuánticos. Qiskit tiene funcionalidades adicionales que hemos considerado esenciales para el desarrollo de aplicaciones cuánticas. Hemos estructurado el libro a un alto nivel según la funcionalidad mencionada, con capítulos individuales que profundizan en los aspectos específicos. Los capítulos se dividen en tres partes:

Parte I, Fundamentos de Qiskit

En la primera parte del libro, te mostramos cómo utilizar Qiskit para crear circuitos cuánticos. Los circuitos cuánticos contienen instrucciones y puertas, por lo que te explicamos cómo utilizar las que proporciona Qiskit, así como la forma de crear las tuyas propias. A continuación, te mostramos cómo ejecutar circuitos cuánticos en ordenadores y simuladores cuánticos, y demostramos cómo visualizar los resultados. Para terminar la Parte I, hablamos del transpilador y de cómo convierte un circuito cuántico en instrucciones que se ejecutan en un ordenador cuántico o simulador de destino.

Parte II, Información cuántica y algoritmos

En la segunda parte de este libro, analizamos los módulos de Qiskit responsables de implementar los conceptos de información cuántica (en concreto, estados, operadores, canales y medidas). También presentamos facilidades en Qiskit que implementan algoritmos cuánticos, así como una facilidad conocida en Qiskit como flujo de operadores. Un desarrollador puede utilizar algunas de las funcionalidades de la Parte II para desarrollar aplicaciones cuánticas a niveles de abstracción más altos que los circuitos cuánticos.

Parte III, Funcionalidad Esencial Adicional

En la tercera y última parte de este libro, cubrimos la funcionalidad esencial de Qiskit, parte de la cual profundiza en información ya tratada y parte se presenta de nuevo. En concreto, exploramos las operaciones estándar de la biblioteca de circuitos de Qiskit, y se descubre nuevo terreno cuando discutimos cómo trabajar con proveedores y backends cuánticos. Además, presentaremos QASM 3.0 y demostraremos cómo crear programas cuánticos con este lenguaje ensamblador cuántico.

Convenciones utilizadas en este libro

En este libro se utilizan las siguientes convenciones tipográficas:

Cursiva

Indica nuevos términos, URL, direcciones de correo electrónico, nombres de archivo y extensiones de archivo.

Constant width

Se utiliza en los listados de programas, así como dentro de los párrafos para referirse a elementos del programa como nombres de variables o funciones, bases de datos, tipos de datos, variables de entorno, sentencias y palabras clave.

Nota

Este elemento significa una nota general.

Utilizar ejemplos de código

El material complementario (ejemplos de código, ejercicios, etc.) se puede descargar en https://github.com/qiskit-community/qiskit-pocket-guide#readme.

Si tienes una pregunta técnica o un problema al utilizar los ejemplos de código, envía un correo electrónico a [e-mail].

Este libro está aquí para ayudarte a hacer tu trabajo. En general, si se ofrece código de ejemplo con este libro, puedes utilizarlo en tus programas y documentación. No es necesario que te pongas en contacto con nosotros para pedirnos permiso, a menos que estés reproduciendo una parte importante del código. Por ejemplo, escribir un programa que utilice varios trozos de código de este libro no requiere permiso. Vender o distribuir ejemplos de los libros de O'Reilly sí requiere permiso. Responder a una pregunta citando este libro y el código de ejemplo no requiere permiso. Incorporar una cantidad significativa de código de ejemplo de este libro en la documentación de tu producto sí requiere permiso.

Agradecemos, pero generalmente no exigimos, la atribución. Una atribución suele incluir el título, el autor, la editorial y el ISBN. Por ejemplo "Guía de Bolsillo de Qiskit por James L. Weaver y Frank J. Harkins (O'Reilly). Copyright 2022 James Weaver y Frank Harkins, 978-1-098-11247-9".

Si crees que el uso que haces de los ejemplos de código queda fuera del uso justo o del permiso dado anteriormente, no dudes en ponerte en contacto con nosotros en [e-mail].

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Nota

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Tenemos una página web para este libro, donde se enumeran erratas, ejemplos y cualquier información adicional. Puedes acceder a esta página en https://oreil.ly/qiskit-pocket-guide.

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Agradecimientos

Este libro no habría sido posible sin un equipo de apoyo de personas innovadoras en IBM Quantum y en la comunidad de la informática cuántica en general. Los autores quieren dar las gracias al increíble equipo de O'Reilly, que incluye a Kristen Brown, Danny Elfanbaum, Shira Evans, Zan McQuade, Jonathon Owen, Kim Sandoval y Katherine Tozer. Los autores también agradecen las inestimables contribuciones de los revisores técnicos Luciano Bello, Nick Bronn, Barry Burd, Junye Huang, Eric Johnston, Robert Loredo e Iskandar Sitdikov.

James Weaver quiere dar las gracias a Julie, Lori, Kelli, Kaleb, Jillian, Levi y Oliver por su comprensión y ánimo mientras trabajaban en este libro. Como desarrollador clásico de toda la vida, James también agradece que los fenómenos mecánicos cuánticos integrados en la naturaleza puedan aprovecharse potencialmente para resolver problemas que no son posibles con los ordenadores clásicos. "Los cielos cuentan la gloria de Dios, y el firmamento proclama la obra de sus manos" (Salmo 19:1).

Frank Harkins quiere dar las gracias al equipo de Qiskit por todo su gran trabajo sobre Qiskit y su documentación y por responder a todas sus preguntas. Frank también quiere dar las gracias a Rose, Matt, Joanne, Keith, Libby y Martha por su apoyo constante a lo largo de la redacción de este libro.