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Escreva seu primeiro programa Qiskit Serverless

Versões dos pacotes

O código desta página foi desenvolvido com os seguintes requisitos. Recomendamos usar estas versões ou mais recentes.

qiskit[all]~=1.3.1
qiskit-ibm-runtime~=0.34.0
qiskit-aer~=0.15.1
qiskit-serverless~=0.18.1
qiskit-ibm-catalog~=0.2
qiskit-addon-sqd~=0.8.1
qiskit-addon-utils~=0.1.0
qiskit-addon-mpf~=0.2.0
qiskit-addon-aqc-tensor~=0.1.2
qiskit-addon-obp~=0.1.0
scipy~=1.15.0
pyscf~=2.8.0

Este exemplo demonstra como usar as ferramentas do qiskit-serverless para criar um programa de transpilação paralela e, em seguida, implementar o qiskit-ibm-catalog para implantar seu programa na IBM Quantum Platform e usá-lo como um serviço remoto reutilizável.

Exemplo: transpilação remota com Qiskit Serverless​

Comece com o exemplo a seguir, que transpila um circuit para um determinado backend e nível de otimização optimization_level, e adicione gradualmente mais elementos para implantar sua carga de trabalho no Qiskit Serverless.

Coloque a célula de código a seguir no arquivo ./source_files/transpile_remote.py. Esse arquivo é o programa a ser enviado para o Qiskit Serverless.

# Added by doQumentation — required packages for this notebook
!pip install -q qiskit qiskit-ibm-catalog qiskit-ibm-runtime qiskit-serverless
# This cell is hidden from users, it just creates a new folder
from pathlib import Path

Path("./source_files").mkdir(exist_ok=True)
%%writefile ./source_files/transpile_remote.py

from qiskit.transpiler import generate_preset_pass_manager

def transpile_remote(circuit, optimization_level, backend):
    """Transpiles an abstract circuit into an ISA circuit for a given backend."""
    pass_manager = generate_preset_pass_manager(
        optimization_level=optimization_level,
		backend=backend
    )
    isa_circuit = pass_manager.run(circuit)
    return isa_circuit
Writing ./source_files/transpile_remote.py

Configure seus arquivos​

O Qiskit Serverless requer que os arquivos .py da sua carga de trabalho sejam organizados em um diretório dedicado. A estrutura a seguir é um exemplo de boa prática:

serverless_program
├── program_uploader.ipynb
└── source_files
    ├── transpile_remote.py
    └── *.py

O Serverless faz o upload do conteúdo de source_files para execução remota. Após essa configuração, você pode ajustar transpile_remote.py para buscar entradas e retornar saídas.

Obter argumentos do programa​

Seu transpile_remote.py inicial tem três entradas: circuits, backend_name e optimization_level. O Serverless atualmente está limitado a aceitar apenas entradas e saídas serializáveis. Por esse motivo, você não pode passar backend diretamente; use backend_name como string.

%%writefile --append ./source_files/transpile_remote.py

from qiskit_serverless import get_arguments, save_result, distribute_task, get

# Get program arguments
arguments = get_arguments()
circuits = arguments.get("circuits")
backend_name = arguments.get("backend_name")
optimization_level = arguments.get("optimization_level")
Appending to ./source_files/transpile_remote.py

Neste ponto, você pode obter seu backend com QiskitRuntimeService e adicionar seu programa existente com o código a seguir. O código a seguir exige que você já tenha salvo suas credenciais.

%%writefile --append ./source_files/transpile_remote.py

from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService

service = QiskitRuntimeService()
backend = service.backend(backend_name)
Appending to ./source_files/transpile_remote.py

Por fim, você pode executar transpile_remote() em todos os circuits passados e retornar os transpiled_circuits como resultado:

%%writefile --append ./source_files/transpile_remote.py

results = [
    transpile_remote(circuit, 1, backend)
    for circuit in circuits
]

save_result({
    "transpiled_circuits": results
})
Appending to ./source_files/transpile_remote.py

Implantar na IBM Quantum Platform​

A seção anterior criou um programa para ser executado remotamente. As células de código desta seção fazem o upload desse programa para o Qiskit Serverless.

Use qiskit-ibm-catalog para autenticar no QiskitServerless com sua chave de API, que pode ser encontrada no painel do IBM Quantum, e faça o upload do programa.

Você pode usar save_account() para salvar suas credenciais (consulte a seção Configurar para usar o IBM Cloud). Observe que isso grava suas credenciais no mesmo arquivo que QiskitRuntimeService.save_account().

from qiskit_ibm_catalog import QiskitServerless, QiskitFunction

# Authenticate to the remote cluster and submit the pattern for remote execution
serverless = QiskitServerless()

O Qiskit Serverless comprime o conteúdo de working_dir (neste caso, source_files) em um arquivo tar, que é enviado e removido após o upload. O entrypoint identifica o executável principal do programa para que o Qiskit Serverless execute. Além disso, se o seu programa tiver dependências pip personalizadas, você pode adicioná-las a um array dependencies:

transpile_remote_demo = QiskitFunction(
    title="transpile_remote_serverless",
    entrypoint="transpile_remote.py",
    working_dir="./source_files/",
)
serverless.upload(transpile_remote_demo)
QiskitFunction(transpile_remote_serverless)

Para verificar se o upload foi bem-sucedido, use serverless.list():

# Get program from serverless.list() that matches the title of the one we uploaded
next(
    program
    for program in serverless.list()
    if program.title == "transpile_remote_serverless"
)
QiskitFunction(transpile_remote_serverless)
# This cell is hidden from users, it checks the program uploaded correctly
assert _.title == "transpile_remote_serverless"  # noqa: F821
# This cell is hidden from users, it checks the program executes correctly
from time import sleep
from qiskit import QuantumCircuit

qc = QuantumCircuit(2)
transpile_remote_serverless = serverless.load("transpile_remote_serverless")
job = transpile_remote_serverless.run(
    circuits=[qc],
    backend="ibm_sherbrooke",
    optimization_level=1,
)
while True:
    sleep(5)
    status = job.status()
    if status not in ["QUEUED", "INITIALIZING", "RUNNING", "DONE"]:
        raise Exception(
            f"Unexpected job status: '{status}'\n"
            + "Here are the logs:\n"
            + job.logs()
        )
    if status == "DONE":
        break

Próximos passos​

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