Qiskit Pocket Guide

Vorwort

Diese Arbeit wurde mithilfe von KI übersetzt. Wir freuen uns über dein Feedback und deine Kommentare: [e-mail]

Qiskit ist ein Open Source SDK (Software Development Kit) für die Arbeit mit Quantencomputern auf der Ebene von Impulsen, Schaltkreisen und Anwendungsmodulen. Das Ziel dieses Buches ist es, Entwicklern einen kurzen Leitfaden an die Hand zu geben, mit dem sie Anwendungen erstellen können, die Quantencomputer und Simulatoren nutzen.

Wir hoffen, dass dieses Buch es Entwicklern ermöglicht, sich aktiv an der Open-Source-Gemeinschaft von Qiskit zu beteiligen. Die Qiskit-Community sowie die Dokumentation, Tutorials und andere Ressourcen findest du unter Qiskit.

Wie dieses Buch strukturiert ist

Unser Ziel in diesem Leitfaden ist es, einen Großteil der Funktionen von Qiskit anzusprechen, die Anwendungsentwickler routinemäßig nutzen werden. Einige dieser Qiskit-Funktionen gelten als grundlegend für das Quantencomputing. Andere Qiskit-Funktionen unterstützen Quantencomputing-Konzepte wie Quanteninformation und Quantenalgorithmen. Qiskit verfügt über zusätzliche Funktionen, die wir für die Entwicklung von Quantenanwendungen für unerlässlich halten. Wir haben das Buch auf einer hohen Ebene nach den oben genannten Funktionen gegliedert, wobei die einzelnen Kapitel auf die Besonderheiten eingehen. Die Kapitel sind in drei Teile gegliedert:

Teil I, Qiskit-Grundlagen

Im ersten Teil des Buches zeigen wir dir, wie du mit Qiskit Quantenschaltungen erstellen kannst. Quantenschaltungen enthalten Anweisungen und Gatter. Wir besprechen, wie du die in Qiskit bereitgestellten Anweisungen verwendest und wie du deine eigenen erstellen kannst. Anschließend zeigen wir dir, wie du Quantenschaltungen auf Quantencomputern und -simulatoren ausführst und wie du die Ergebnisse visualisierst. Zum Abschluss von Teil I besprechen wir den Transpiler und wie er einen Quantenschaltkreis in Anweisungen umwandelt, die auf einem Quantencomputer oder -simulator ausgeführt werden können.

Teil II, Quanteninformation und Algorithmen

Im zweiten Teil dieses Buches besprechen wir die Qiskit-Module, die für die Implementierung von Quanteninformationskonzepten (insbesondere Zustände, Operatoren, Kanäle und Maße) verantwortlich sind. Außerdem stellen wir Funktionen in Qiskit vor, die Quantenalgorithmen implementieren, sowie eine Funktion, die in Qiskit als Operator Flow bekannt ist. Ein Entwickler kann einige der Funktionen in Teil II nutzen, um Quantenanwendungen auf einer höheren Abstraktionsebene als Quantenschaltungen zu entwickeln.

Teil III, Zusätzliche wesentliche Funktionen

Im dritten und letzten Teil dieses Buches behandeln wir wesentliche Qiskit-Funktionen, die zum Teil auf bereits besprochene Informationen zurückgreifen und zum Teil neu vorgestellt werden. Insbesondere erkunden wir die Standardoperationen der Qiskit-Schaltkreisbibliothek und betreten Neuland, wenn wir die Arbeit mit Quanten-Providern und Backends diskutieren. Außerdem stellen wir QASM 3.0 vor und zeigen, wie man mit dieser Quanten-Assemblersprache Quantenprogramme erstellt.

In diesem Buch verwendete Konventionen

In diesem Buch werden die folgenden typografischen Konventionen verwendet:

Kursiv

Weist auf neue Begriffe, URLs, E-Mail-Adressen, Dateinamen und Dateierweiterungen hin.

Constant width

Wird für Programmlistings sowie innerhalb von Absätzen verwendet, um auf Programmelemente wie Variablen- oder Funktionsnamen, Datenbanken, Datentypen, Umgebungsvariablen, Anweisungen und Schlüsselwörter hinzuweisen.

Hinweis

Dieses Element steht für einen allgemeinen Hinweis.

Code-Beispiele verwenden

Zusätzliches Material (Code-Beispiele, Übungen usw.) steht unter https://github.com/qiskit-community/qiskit-pocket-guide#readme zum Download bereit .

Wenn du eine technische Frage oder ein Problem mit den Codebeispielen hast, sende bitte eine E-Mail an [e-mail].

Dieses Buch soll dir helfen, deine Arbeit zu erledigen. Wenn in diesem Buch Beispielcode angeboten wird, darfst du ihn in deinen Programmen und deiner Dokumentation verwenden. Du musst uns nicht um Erlaubnis fragen, es sei denn, du reproduzierst einen großen Teil des Codes. Wenn du zum Beispiel ein Programm schreibst, das mehrere Teile des Codes aus diesem Buch verwendet, brauchst du keine Erlaubnis. Der Verkauf oder die Verbreitung von Beispielen aus O'Reilly-Büchern erfordert jedoch eine Genehmigung. Die Beantwortung einer Frage mit einem Zitat aus diesem Buch und einem Beispielcode erfordert keine Genehmigung. Wenn du einen großen Teil des Beispielcodes aus diesem Buch in die Dokumentation deines Produkts aufnimmst, ist eine Genehmigung erforderlich.

Wir freuen uns über eine Namensnennung, verlangen sie aber in der Regel nicht. Eine Quellenangabe umfasst normalerweise den Titel, den Autor, den Verlag und die ISBN. Zum Beispiel: "Qiskit Pocket Guide von James L. Weaver und Frank J. Harkins (O'Reilly). Copyright 2022 James Weaver und Frank Harkins, 978-1-098-11247-9."

Wenn du der Meinung bist, dass deine Verwendung von Codebeispielen nicht unter die Fair-Use-Regelung oder die oben genannte Erlaubnis fällt, kannst du uns gerne unter [e-mail] kontaktieren .

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Wie du uns kontaktierst

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Wir haben eine Webseite für dieses Buch, auf der wir Errata, Beispiele und zusätzliche Informationen auflisten. Du kannst diese Seite unter https://oreil.ly/qiskit-pocket-guide aufrufen .

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Danksagungen

Dieses Buch wäre nicht möglich gewesen ohne ein unterstützendes Team von innovativen Menschen bei IBM Quantum und in der größeren Quantencomputer-Community. Die Autoren möchten dem fantastischen O'Reilly-Team danken, darunter Kristen Brown, Danny Elfanbaum, Shira Evans, Zan McQuade, Jonathon Owen, Kim Sandoval und Katherine Tozer. Die Autoren schätzen auch die unschätzbaren Beiträge der technischen Gutachter Luciano Bello, Nick Bronn, Barry Burd, Junye Huang, Eric Johnston, Robert Loredo und Iskandar Sitdikov.

James Weaver möchte sich bei Julie, Lori, Kelli, Kaleb, Jillian, Levi und Oliver für ihr Verständnis und ihre Ermutigung während der Arbeit an diesem Buch bedanken. Als lebenslanger klassischer Entwickler ist James Weaver auch dankbar dafür, dass quantenmechanische Phänomene, die in der Natur eingebaut sind, genutzt werden können, um Probleme zu lösen, die mit klassischen Computern nicht möglich sind. "Die Himmel verkünden die Herrlichkeit Gottes, und der Himmel über uns verkündet sein Werk" (Psalm 19,1).

Frank Harkins möchte dem Qiskit-Team für die großartige Arbeit an Qiskit und seiner Dokumentation sowie für die Beantwortung all seiner Fragen danken. Frank möchte auch Rose, Matt, Joanne, Keith, Libby und Martha für ihre ständige Unterstützung während des Schreibens dieses Buches danken.