IBM Quantum

IBM QuantumのQPUを回路の評価に利用します。

IBMClientとして利用できます。

注釈

利用には自身の IBM Cloud Platform アカウントで取得できる IBM Quantum API キーが必要です。

ソルバー仕様:

クライアントクラス

amplify.IBMClient

実行パラメータ

アルゴリズムに依存

実行結果

アルゴリズムに依存

実行時間

アルゴリズムに依存

量子コンピュータ方式

ゲート型・超伝導量子ビット

API 方式

REST API (IBM Quantum)

入力可能な問題の変数型や次数は選択するアルゴリズムに依存します。

  • クライアントの引数で QAOA が設定されている場合

    バイナリ変数

    イジング変数

    整数変数

    実数変数

    目的関数

    -

    N次*

    -

    -

    等式制約

    -

    **

    -

    -

    不等式制約

    -

    -

    -

    -

    *: 任意次数の問題を求解できます。ただし、量子コンピュータのビットの接続によっては必要な量子ビットが増えることがあります。

    **: QAOA の種別 で 制約付き QAOAが選ばれた場合 N-HOT 制約に対応しています。

  • クライアントの引数で RQAOA が設定されている場合

    バイナリ変数

    イジング変数

    整数変数

    実数変数

    目的関数

    -

    N次*

    -

    -

    等式制約

    -

    -

    -

    -

    不等式制約

    -

    -

    -

    -

    *: 任意次数の問題を求解できます。ただし、量子コンピュータのビットの接続によっては必要な量子ビットが増えることがあります。

クライアントクラス:

以下のアトリビュートとメソッドを持ちます。

アトリビュート

データ型

詳細

token

str | None

IBM Cloud APIキー。QiskitRuntimeService の認証に使用します。

url

str | None

QiskitRuntimeService の接続先 URL

device

str | None

IBM Quantum の回路を実行するデバイス名。デフォルト: least_busy() により自動選択

channel

str | None

QiskitRuntimeService のチャンネル。"ibm_quantum_platform", "ibm_cloud", "local" 等

proxy

str | None

QiskitRuntimeService との接続に用いるプロキシサーバー

verify

bool | None

サーバーの TLS 証明書を検証するかどうか

qiskit_pass_manager

qiskit.transpiler.PassManager | EllipsisType | None

回路のトランスパイルに使用する Qiskit の qiskit.transpiler.PassManager。 デフォルト (...) では generate_preset_pass_manager によって自動生成されます。 None を指定するとトランスパイルをスキップします。
バックエンド固有のメタ情報:

QAOAのsampling_metaなどで取得できるサンプリング時の詳細情報です。QiskitJobMetaが利用されます。

meta = client_result.history[0].sampling_meta
meta.job_id              # ジョブ ID
meta.circuit             # 実行した Qiskit 回路オブジェクト
meta.transpiled_circuit  # トランスパイル後の回路 (トランスパイルされなかった場合は None)
meta.metadata            # ジョブの結果から得られる生のメタデータ
meta.metrics             # ジョブの結果から得られる実行時間などのメトリクスデータ
設定例:
from amplify import QAOA, IBMClient

# クライアントの作成
client = IBMClient(QAOA)

# API トークンを設定
client.token = "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"

# 実行するデバイスを指定
client.device = "ibm_fez"

# QAOAのパラメータを設定
client.parameters.reps = 1
client.parameters.shots = 100
実行例:
from amplify import Model, VariableGenerator, solve

# 決定変数と目的関数を定義
g = VariableGenerator()
q = g.array("Binary", 2)
f = q[0] * q[1] + q[0] - q[1] + 1

# モデルを作成
model = Model(f)

# ソルバーを実行
result = solve(model, client)

バックエンドのバージョンを取得:

>>> client.version()