Aloittaminen IBM Q Experience -ohjelman kanssa

Olemme nyt aikakaudella, jolloin voit käyttää kvantitietokonetta kodin mukavuudesta. Tarvitset vain kvantimatkan aloittamisen, IBM Q Experience -sovelluksen.

Tässä oppaassa esittelen sinulle kuinka määrittää yksinkertainen kokeilu. Erityisesti näytän sinulle, kuinka asentaa ensimmäinen palapeli peliin Hello Quantum.

Siirryksesi IBM Q Experience -sovellukseen sinun tarvitsee vain napsauttaa tätä. Tämä vie sinut osaan, jota kutsutaan säveltäjäksi, jonka tulisi näyttää alla olevan kuvan kaltaiselta.

Säveltäjä on missä kirjoitat kvanttiohjelmasi. Oletusarvoisesti se käynnistää sinut oikean kvantiprosessorin, nimeltään ibmqx4, viidellä kbitillä. Keskitytään sen sijaan joihinkin yksinkertaisempaan. Asennetaan säveltäjä vain kahdelle kvbitille.

Napsauta ensin ensin oikeassa yläkulmassa olevaa Uusi-painiketta. Sitten meidän on valittava nimi. Tässä esimerkissä aion asettaa ensimmäisen palapelin Hello Quantumiin, joten nimeän sen sen jälkeen.

Seuraava tehtävä on valita, käytetäänkö jotakin oikeista laitteista vai suoritetaanko simulointia jotain muuta. Haluamme vapauden, jonka jälkimmäinen antaa meille, joten napsautamme alareunassa ”Mukautettu topologia”.

Viimeinkin meidän on muutettava käytettävien kvittien ja bittien lukumäärä. Hello Quantumissa tarkastellaan prosesseja, joissa kaksi kvittiä muuttuu kahdeksi bitiksi, joten tarvitsemme molemmat kaksi. Kun se on valmis, napsautamme alaosassa olevaa Aseta topologia -kohtaa.

Nyt meillä on säveltäjämme leikkiä.

Oikealla olevat ruudut edustavat erilaisia ​​toimintoja, joita voimme tehdä kviteillemme. Meidän tarvitsee vain vetää ja pudottaa ne linjoille. Asetaksesi ensimmäisen palapelin alkutila, meidän täytyy vetää ja X päästä qubit 1: een.

Ja se on tehty työ! Katsotaan nyt, onko se tehnyt mitä odotimme.

Hello Quantumin ensimmäinen palapeli näyttää alla olevalta kuvalta. Vasemmalla puolella olevan qubitin alaympyrä on valkoinen, mikä tarkoittaa, että se antaa 1 varmasti. Oikean qubitin alapää on musta, mikä tarkoittaa, että se on varmasti 0.

Mittausportin avulla tapa saadaan lähtöjä alareunoille. Tämä löytyy vierittämällä alas oikealla sijaitsevassa porttiosassa.

Tarkastellaksesi molempien alareunaa, vedä vain mittausportti molemmille riveille. Kun teemme tämän, se kysyy, minkä nimen me annamme tuloksena olevalle bitille. Paina vain OK, koska oletusasetukset ovat meille parhaat.

Kun molemmat portit ovat paikoillaan, on aika saada tulokset. Suorita tämä napsauttamalla simuloida.

Jos et ole vielä kirjautunut sisään, sinun on tehtävä tämä. Voit luoda tilin vain IBM Q Experience -sovellukselle tai kirjautua sisään nykyisillä sosiaalisen median tileillä.

Kun kaikki järjestelmänvalvoja on valmis, näet tulosnäytön. Tämä esittää tulokset histogrammin muodossa.

Tässä tapauksessa on vain yksi mahdollinen tulos. Tarkastelemalla palkin alla näemme, että tämä on tulos 10, mikä tarkoittaa tulosta 1 vasemmalle qubitille ja 0 oikealle. Täsmälleen odotetusti!

Katsotaanpa nyt parhaita piirejä. Tätä varten meidän on muutettava kysymyksiä, jotka me pyydämme kvbittiä.

Nyt saamme histogrammin, jossa on vähän enemmän meneillään.

Mahdollisia tuloksia on nyt neljä: 00, 01, 10 ja 11. Simulaattori ajaa prosessia 100 kertaa ja toteaa, että 11 tulee ulos 25% ajasta, 10 tulee ulos 23% ajasta, ja niin edelleen.

Jos ajat tätä itse, löydät melkein varmasti erilaisia ​​numeroita. Niiden pitäisi oikeasti kaikkien tulla ulos samalla todennäköisyydellä 25%. Mutta koska käytämme vain rajallista määrää näytteitä, näemme aina tällaisia ​​tilastollisia poikkeamia.

Joka tapauksessa näemme, että molemmat kvartsit antavat satunnaisesti vastauksen 0 tai 1. Ja se on myös tarkalleen mitä odotamme Hello Quantumin ensimmäisestä palapelissä.

Tehdään nyt toinen esimerkki. Asetamme tason 4 alkutilan - Palapeli 1.

Helpoin tapa tehdä tämä on ensin tehdä kohdetila ja sitten työskennellä taaksepäin alkuperäistilaan.

Kohdetilassa on musta yläympyrä vasemmalle bbitille ja valkoinen yläympyrä oikealle bbitille. Jos olet pelannut Hello Quantumia ja lukenut Lisätietoja-osion tai jos olet lukenut tämän artikkelin, on toivottavasti selvää, että se voidaan asentaa kuten alla olevassa kuvassa.

Tästä pääsemiseksi tason 4 - Palapeli 1 alkutilaan, tarvitsemme vain CZ: n. Jos haluat saada yhden, valitse ensin Lisäasetukset-valintaruutu portit-osiossa ja vieritä sitten alas. CZ löytyy aliohjelmista. Ainoa mitä meidän on tehtävä, on vetää se ulos.

Aliohjelmat ovat portteja, jotka voit tehdä itse, ja CZ on esimerkki. Tämän vuoksi se ei saa omaa räätälöityä symbolia. Sen sijaan se vain saa aliohjelmien yleisen symbolin.

Tässä kohtaa 'a' ja 'b' tulevat sisään. Kahden kvbitin aliohjelmat tekevät yleensä erilaisia ​​asioita jokaisessa bbitissä, ja siksi niiden 'a' ja 'b' on tarpeen seurata, mikä qubit on mikä. Mutta Tšekin tasavallan tapauksessa ne voitaisiin todella jättää pois. Joten ei tarvitse huolehtia niistä liikaa.

Jos haluat suorittaa töitä oikealla laitteella, et voi käyttää mitään aliohjelmia. Mutta älä huolestu, vielä on tapa saada CZ.

Temppu on käyttää porttia, joka näyttää vähän CZ: ltä. Se tunnetaan CNOT: na.

Yksi tärkeimmistä eroista CNOT: n ja CZ: n välillä on se, että se ei ole symmetrinen: meidän on oltava varovaisia ​​suunnan osoittamiseksi. Neljä piste, joka saa pienen pisteen, pelaa erilaisen roolin kuin iso piste.

Kvittien roolien kääntämiseksi toteutamme portin vain päinvastaisesti.

Kummassakin tapauksessa qubit with little do kutsutaan ohjaukseksi, ja suurella pisteellä varustetulle on tavoite.

Tässä artikkelissa annoimme kolme erilaista selitystä CZ: n toiminnasta. Samoin on kolme tarinaa, jotka voimme kertoa CNOT: n vaikutuksista. Mutta tyypillisesti keskitymme vain yhteen: CNOT joko ei tee mitään tavoitebbitille tai antaa X-portin siihen riippuen siitä, mitä kohde tekee.

Tämä on melkein täsmälleen sama kuin selityksemme Tšekistä. Ainoa ero on, että se voi olla X, jota voidaan käyttää, eikä Z. Ja koska osaamme muuttaa X: n Z: ksi, voimme muuttaa CNOT: n CZ: ksi. Tarvitsemme vain pari H-porttia.

Tämän avulla voit tehdä kaikki haluamasi CZ-portit millä tahansa haluamallasi laitteella.

Hei kvantitasot

Aloittamiseksi olemme laatineet alkutilat kaikille Hello Quantum -peleille. Katso vain alla olevat linkit.

Taso 1

  • Palapeli 1
  • Palapeli 2
  • Palapeli 3
  • Palapeli 4
  • Palapeli 5
  • Palapeli 6
  • Palapeli 7
  • Palapeli 8
  • Palapeli 9
  • Palapeli 10

Taso 2

  • Palapeli 1
  • Palapeli 2
  • Palapeli 3
  • Palapeli 4

Taso 3

  • Palapeli 1
  • Palapeli 2
  • Palapeli 3
  • Palapeli 4

Taso 4

  • Palapeli 1
  • Palapeli 2
  • Palapeli 3
  • Palapeli 4
  • Palapeli 5
  • Palapeli 6
  • Palapeli 7
  • Palapeli 8
  • Palapeli 9
  • Palapeli 10
  • Palapeli 11 näyttää kaksi tilaa samanaikaisesti: 11 a ja 11 b