Hello World: 첫 번째 양자 Circuit
Bell 상태(얽힌 두 qubit)를 만들고 세 가지 방법으로 실행해 봅니다:
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이상적 시뮬레이션 — 완벽한 결과, 계정 불필요
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노이즈 시뮬레이션 — 실제 장치를 시뮬레이션, 계정 불필요
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실제 양자 하드웨어 — 무료 IBM Quantum 계정 필요 (아래 설정 방법 참고)
Circuit 만들기
# Added by doQumentation — installs the packages this notebook needs if they are missing
import importlib.util
_needed = {"qiskit": "qiskit", "qiskit_ibm_runtime": "qiskit-ibm-runtime"}
_missing = [pip for module, pip in _needed.items()
if importlib.util.find_spec(module) is None]
# One at a time, so a package that fails to install does not block the others
for _pip in _missing:
%pip install -q {_pip}
if not _missing:
print("\u2713 All required packages are installed")
from qiskit import QuantumCircuit
qc = QuantumCircuit(2)
qc.h(0)
qc.cx(0, 1)
qc.measure_all()
qc.draw(output="mpl")
옵션 1: 이상적 시뮬레이션 (계정 불필요)
StatevectorSampler를 사용합니다 — 노이즈 없이 완벽한 결과를 제공하는 로컬 시뮬레이터입니다.
from qiskit.primitives import StatevectorSampler
result = StatevectorSampler().run([qc], shots=1024).result()
counts = result[0].data.meas.get_counts()
counts
from qiskit.visualization import plot_histogram
plot_histogram(counts)
옵션 2: 노이즈 시뮬레이션 (계정 불필요)
FakeManilaV2를 사용해요 — 노이즈 특성을 포함하여 실제 IBM 양자 장치를 모방하는 로컬 시뮬레이터예요. 먼저 회로를 장치의 게이트 집합과 큐비트 연결 구조에 맞게 트랜스파일(변환)해야 해요.
from qiskit.primitives import BackendSamplerV2
from qiskit_ibm_runtime.fake_provider import FakeManilaV2
from qiskit.transpiler.preset_passmanagers import generate_preset_pass_manager
backend = FakeManilaV2()
pm = generate_preset_pass_manager(backend=backend, optimization_level=1)
isa_qc = pm.run(qc)
result = BackendSamplerV2(backend=backend).run([isa_qc], shots=1024).result()
counts = result[0].data.meas.get_counts()
counts
plot_histogram(counts)
옵션 3: 실제 양자 하드웨어
무료 IBM Quantum 계정이 필요합니다. 계정을 설정하려면:
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quantum.cloud.ibm.com/registration에서 등록하세요 — 첫 30일간 신용카드 불필요
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quantum.cloud.ibm.com에 로그인하고 지역을 us-east로 선택하세요 (무료 Open Plan에 필요)
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아직 인스턴스가 없다면 Instances 페이지에서 인스턴스(무료 Open Plan)를 생성하세요
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quantum.cloud.ibm.com에서 (또는 cloud.ibm.com/iam/apikeys에서) API 키를 생성하세요
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Instances 페이지에서 CRN(Cloud Resource Name)을 복사하세요
그런 다음 여기에 아직 자격 증명을 저장하지 않았다면 아래 셀을 실행하세요. <your-api-key>를 4단계의 API 키로, <your-crn>을 5단계의 CRN으로 교체하세요. 이 작업을 하기 전에는 셀이 아무것도 저장하지 않으므로, 모든 셀을 실행해도 이전에 저장한 계정을 덮어쓰지 않습니다.
from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService
token = "<your-api-key>"
instance = "<your-crn>"
if token.startswith("<") or instance.startswith("<"):
print("Paste your API key and CRN above first; nothing was saved.")
else:
QiskitRuntimeService.save_account(
channel="ibm_quantum_platform",
token=token,
instance=instance,
set_as_default=True,
overwrite=True,
)
print("Account saved.")
참고: 실제 하드웨어에서의 작업은 대기열 시간에 따라 시간이 걸릴 수 있습니다. 셀이 아직 실행 중이라면 quantum.cloud.ibm.com/workloads에서 작업 상태를 확인하고 결과를 볼 수 있습니다.
from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService, SamplerV2
from qiskit.transpiler.preset_passmanagers import generate_preset_pass_manager
service = QiskitRuntimeService()
backend = service.least_busy(operational=True, simulator=False)
print(f"Running on {backend.name}")
pm = generate_preset_pass_manager(backend=backend, optimization_level=1)
isa_qc = pm.run(qc)
result = SamplerV2(mode=backend).run([isa_qc], shots=1024).result()
counts = result[0].data.meas.get_counts()
counts
plot_histogram(counts)