Qiskit ile Basit Bir Kuantum Devresi Oluşturma ve Simüle Etme

[nt]

Selam! dünyalı biz dostuz,

kuantum bilgisayarlarda kullanılan algoritmalar hakkında

Kuantum hesaplamalar python ile hespalıyalım mı ?

Selam gerçekten uykusuz kalmama değecek bir konu buldum Kuantum hesaplama ? :( (quantum computing) kuantum mekaniğini temel alan bir hesaplama paradigmadır. Geleneksel bilgisayarlar, bit adı verilen temel veri birimlerini kullanırken, kuantum bilgisayarlar kuantum bit veya kısaca kubit adı...

mekatronik.org

Qiskit, IBM tarafından geliştirilen bir açık kaynaklı kuantum bilgisayar yazılım geliştirme çerçevesidir ve Python dilini kullanır.

udemyde 1.5 dan aşağı değildir

bizde para geçmez gardaş.
çök anlatıyorum çök çök

Bu kısa rehberde, Qiskit kullanarak basit bir kuantum devresi oluşturmayı ve simüle etmeyi göstereceğim. Eğer kuantum bilgisayarlar ve Qiskit hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, bu adımları takip edebilirsiniz.

Anlattıklarım linux içindir işletim sisteminize göre komutları değiştirebilirsiniz ya da işletim sisteminizi değiştirin

Öncelikle, Qiskit'i yüklemek için terminal veya komut istemcisine şu komutu yazabilirsiniz:

pip install qiskit

Şimdi Python dilinde bir metin düzenleyici kullanarak aşağıdaki gibi basit bir kuantum devresi oluşturalım ben vscode kullanıyorum IDE olarak eğer nasayı hacklemeye çalışmıyorsanız ya da kuantum yerine süper iletkenin kodları bilgisayarınızda yok ise sizde IDE kullanın yeni başlayanlar için kolaylıkları vardır

from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble

devre = QuantumCircuit(1, 1)

devre.h(0)

devre.measure(0, 0)

simülatör = Aer.get_backend('aer_simulator')
derlenmiş_devre = transpile(devre, simülatör)
sonuç = simülatör.run(derlenmiş_devre).result()

sayılar = sonuç.get_counts(devre)
print("Ölçüm sonucu:", sayılar)

kodun çıktısı ben 8 kez run yaptıgım için 8 farklı cıktı var:

Ölçüm sonucu: {'0': 512, '1': 512}
Ölçüm sonucu: {'1': 536, '0': 488}
Ölçüm sonucu: {'1': 525, '0': 499}
Ölçüm sonucu: {'0': 521, '1': 503}
Ölçüm sonucu: {'0': 517, '1': 507}
Ölçüm sonucu: {'0': 523, '1': 501}
Ölçüm sonucu: {'0': 533, '1': 491}
Ölçüm sonucu: {'0': 484, '1': 540}

 

[nt]

şimdi biraz daha karmaşık olanla devam edelim

from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble

devre = QuantumCircuit(3, 3)

devre.h(0)

devre.cx(0, 1)

devre.cx(1, 2)

devre.measure([0, 1, 2], [0, 1, 2])

simülatör = Aer.get_backend('aer_simulator')
derlenmiş_devre = transpile(devre, simülatör)
sonuç = simülatör.run(derlenmiş_devre).result()

sayılar = sonuç.get_counts(devre)
print("Ölçüm sonucu:", sayılar)

Ölçüm sonucu: {'000': 535, '111': 489}
Ölçüm sonucu: {'000': 518, '111': 506}
Ölçüm sonucu: {'111': 502, '000': 522}
Ölçüm sonucu: {'000': 536, '111': 488}
Ölçüm sonucu: {'111': 512, '000': 512}
Ölçüm sonucu: {'111': 515, '000': 509}
Ölçüm sonucu: {'000': 501, '111': 523}

Bu devrede, birinci kubite Hadamard kapısı uygulanır, ardından CNOT kapıları ile ikinci ve üçüncü kubitlere bağlantılar sağlanır. Sonrasında, tüm kubitler ölçülür. Bu devre, Bell durumunu ifade eder, ki bu kuantum bilişimde önemli bir kavramdır. Bu örnek, daha karmaşık bir kuantum devresinin nasıl oluşturulabileceğini gösterir.

 

[nt]

Şimdi buda ne sırf kod var!

dediğinizi duyar gibiyim ozaman biraz görselleştirrme ekliyelim

pip install matplotlib

from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble
import matplotlib.pyplot as plt

devre = QuantumCircuit(2, 2)
devre.h(0)
devre.cx(0, 1)
devre.h(0)
devre.h(1)
devre.measure([0, 1], [0, 1])

simülatör = Aer.get_backend('aer_simulator')
derlenmiş_devre = transpile(devre, simülatör)
sonuç = simülatör.run(derlenmiş_devre).result()

counts = sonuç.get_counts(devre)

plt.bar(counts.keys(), counts.values())
plt.xlabel('State')
plt.ylabel('Counts')
plt.show()

 

[nt]

şimdi bunu biraz daha karmaşa hakim olsun bunlar çok basit ne bu dalgamı geçiyosun diyenler için :

üç kubit üzerinde Hadamard kapısı ve Toffoli kapısı kullanarak bir Bell durumu oluşturuyoruz. Sonra, ölçümleri yaparak elde edilen durumların frekanslarını bir grafikte gösteriyoruz.

from qiskit import QuantumCircuit, Aer, transpile, assemble
import matplotlib.pyplot as plt

devre = QuantumCircuit(3, 3)
devre.h(range(3))
devre.ccx(0, 1, 2)
devre.measure(range(3), range(3))

simülatör = Aer.get_backend('aer_simulator')
derlenmiş_devre = transpile(devre, simülatör)
sonuç = simülatör.run(derlenmiş_devre).result()

counts = sonuç.get_counts(devre)
plt.bar(counts.keys(), counts.values())
plt.xlabel('State')
plt.ylabel('Counts')
plt.show()

 

[nt]

daha fazla ilgili iseniz IBM in kuantum oyun alanına bakabilirsiniz
Kuantum Oyun Alanı IBM tarafından tasarlanmıştır

Composer - IBM Quantum

Program real quantum systems with the leading quantum cloud application.

quantum.ibm.com