Python量子计算实践 基于Qiskit和IBM Quantum Experience平台

1.内容汇集作者多年工作经验的结晶，专业可靠，而且紧贴实际应用需求。 2.深入浅出的量子计算入门：从基础概念出发，通过简单的代码示例和直观的解释，帮助读者快速理解量子计算的基本原理。 3.书中避免复杂的理论框架，聚焦实际的编程实践和问题解决，即使没有深厚的物理背景也能轻松入门。 4.全面覆盖Qiskit工具包：深入探讨了Qiskit工具包的各个组成部分，包括Terra、Aer、Ignis和Aqua，并详细讲解了它们的优点和应用场景。读者将能够全面掌握量子程序的开发流程，从编写量子线路到优化量子算法，再到在真实硬件上运行和测试程序。 5.书中还详细介绍了如何使用预封装的量子算法，并通过实现Grover算法等案例，展示了量子算法与传统算法的不同之处，使得读者能够将理论知识应用于实际问题的解决中。

IBM Quantum Experience是一个领先的量子计算平台，能在云端实现和部署量子解决方案。本书将帮助读者快速掌握量子计算机编程技术，并针对最常见的问题与挑战提供解决方案。
本书从对IBM Quantum Experience及Qiskit的概述入手，通过简单的代码示例介绍如何搭建编程环境。这一部分较少关注理论框架，而更多地聚焦Shor算法和Grover算法等近期发展。本书深入探讨量子信息科学工具包Qiskit及其组成(Terra、Aer、Ignis和Aqua)，探索它们的优点及应用场景。在使用模拟器以及真实的硬件来比较嘈杂中型量子(Noisy Intermediate-Scale Quantum，NISQ)计算与通用容错量子计算之间的差异之前，本书会讲解Qskt提供的多种量子门，并借助这些量子门来剖析一个量子程序的工作原理。本书最后介绍量子算法，比较量子算法与经典算法的不同之处，并介绍如何在Aqua中使用预封装的量子算法。
通过对本书的学习，读者能够使用IBM Quantum Experience和Qiskit,利用Python编程语言构建并运行自己的量子程序。

[美]哈西·诺伦（Hassi Norlén），IBM沃森物联网解决方案的首席信息开发人员，致力于沃森物联网服务产品生态系统的开发。拥有超过15年工作经验，曾负责过Web内容管理、大数据分析、传感器和IoT、量子计算等多领域工作。

第1章搭建编程环境1
1．1技术要求1
1．2创建IBMQuantumExperience账号2
1．2．1准备工作2
1．2．2操作步骤3
1．2．3参考资料4
1．3安装Qiskit4
1．3．1准备工作4
1．3．2操作步骤4
1．3．3知识拓展6
1．3．4参考资料6
1．4下载示例代码7
1．4．1准备工作7
1．4．2操作步骤7
1．4．3运行原理10
1．5安装API密钥并访问提供服务的量子计算机11
1．5．1准备工作11
1．5．2操作步骤11
1．5．3运行原理12
1．5．4知识拓展12
1．6及时更新Qiskit环境13
1．6．1准备工作13
1．6．2操作步骤14
1．6．3运行原理15
第2章基于Python的量子计算和量子比特17
2．1技术要求17
2．2比较经典比特和量子比特18
2．2．1准备工作18
2．2．2操作步骤18
2．2．3运行原理20
2．2．4参考资料23
2．3使用Python将量子比特可视化23
2．3．1准备工作25
2．3．2操作步骤25
2．3．3知识拓展28
2．3．4参考资料29
2．4量子门简介29
2．4．1准备工作30
2．4．2操作步骤30
2．4．3运行原理32
2．4．4知识拓展36
2．4．5参考资料39
第3章IBMQuantumExperience——拖放式量子编程40
3．1技术要求40
3．2IBMQuantumExperience简介41
3．2．1Results42
3．2．2CircuitComposer43
3．2．3QuantumLab45
3．3使用CircuitComposer搭建量子乐谱46
3．3．1操作步骤46
3．3．2知识拓展50
3．4量子抛硬币实验52
3．4．1操作步骤52
3．4．2知识拓展55
3．5不同软件之间的交互58
3．5．1准备工作58
3．5．2操作步骤59
3．5．3运行原理62
3．5．4知识拓展63
3．5．5参考资料64
第4章从Terra入门65
4．1技术要求66
4．2创建一个Qiskit量子程序66
4．2．1所需的类、模块和函数66
4．2．2使用量子寄存器和经典寄存器67
4．2．3理解量子线路67
4．2．4选择运行所需的后端67
4．2．5以作业形式运行量子线路67
4．2．6接收作业的结果68
4．3再谈量子抛硬币68
4．3．1准备工作69
4．3．2操作步骤69
4．3．3运行原理71
4．4获取统计数据——连续多次抛硬币72
4．4．1准备工作72
4．4．2操作步骤73
4．4．3运行原理74
4．4．4知识拓展74
4．5交换所抛硬币的正反面75
4．5．1准备工作75
4．5．2操作步骤75
4．5．3运行原理77
4．5．4知识拓展77
4．6同时抛两枚硬币78
4．6．1准备工作78


4．6．2操作步骤78

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