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Qiskit Terra (양자정보과학 키트 - 키스킷 - 테라)

양자정보과학 키트(The Quantum Information Science Kit), 줄여서 Qiskit(키스킷)은 양자정보용 응용 프로그램을 개발하기 위해 만들어진 소프트웨어 개발용 키트(SDK)입니다. Qiskit은 노이즈가 많은 중간 크기의 양자컴퓨터(NISQ -- Noisy-Intermediate Scale Quantum --computers)와 같이 쓰일 수 있습니다.

Qiskit은 양자전산을 가능하게 하는 여러가지 요소들로 이루어져 있습니다. 이 폴더는 Terra(땅) - Qiskit이 세워질 수 있게 하는 기반을 제공하는 요소입니다. (지세한 내용은 이 곳의 개요를 참고하세요).

Qiskit의 설치방법

Qiskit 설치에 PIP (파이썬 패키지 매니저)툴을 이용하실 것을 권장합니다:

pip install qiskit

PIP으로 Qiskit을 설치하시면 모든 필수 프로그램들이 같이 자동으로 설치가 되기 때문에, 항상 검증된 최신 버전의 Qiskit을 쓰게 되실 수 있습니다.

Qiskit을 쓰기 위해서는 적어도 파이썬 Python 3.5 이상의 버전이 필요합니다. 그리고, 튜토리얼의 실행을 위해 Jupyter Notebooks의 사용을 추천합니다. 이러한 연유로 Qiskit을 쓰실 때는 Anaconda 3 파이썬 배포판의 사용을 권장합니다. 아나콘다에는 대부분의 필요한 툴이 미리 설치되어 있습니다.

자세한 내용은 Qiskit 설치방법을 참고하세요. 소스코드로부터 Qiskit을 생성하는 법과 환경 설정 방법이 나와 있습니다.

첫번째 양자 프로그램 만들기

Qiskit의 설치가 끝났습니다. 이제 Terra를 써볼 차례입니다. 우리는 이제 Qiskit Aer(에어)에서 시뮬레이션 한 양자회로를 실제 양자컴퓨터에 시험해 볼 준비가 다 되었습니다. 다음은 양자얽힘 상태를 만드는 간단한 예제입니다.

$ python

>>> from qiskit import *
>>> q = QuantumRegister(2)
>>> c = ClassicalRegister(2)
>>> qc = QuantumCircuit(q, c)
>>> qc.h(q[0])
>>> qc.cx(q[0], q[1])
>>> qc.measure(q, c)
>>> backend_sim = Aer.get_backend('qasm_simulator')
>>> result = execute(qc, backend_sim).result()
>>> print(result.get_counts(qc))

이 경우에 결과물은 다음과 같을 것입니다:

{'counts': {'00': 513, '11': 511}}

이 예제는 이곳에서 예제 프로그램을 실제 IBMQ 양자컴퓨터에서 실행하는 방법과 함께 찾아보실 수 있습니다.

양자프로그램을 실제 양자컴퓨터에서 실행하기

Qiskit을 이용해서 만드신 양자프로그램을 실제의 양자컴퓨터 소자에서 구동해 보실 수 있습니다. 그러기 위해서는 Qiskit에 IBM Q 계정을 설정해야 합니다.

IBMQ 계정과 보안증명

1. 먼저 IBM Q >계정 을 만듭니다.

2. IBM Q 홈페이지에 로그 인 하신 후에 API 토큰을 받습니다. 토큰은 My Account > Advanced > API Token 에서 찾아보실 수 있습니다. 이 API token은 IBM Q 의 양자컴퓨터들을 사용하실 때 필요합니다.

3. Qiskit 프로그램을 IBM Q 백엔드에서 실행하실 때, 보안 증명을 위해 2번 단계에서 생성된 토큰을 IBMQ.save_account() 함수에 넘깁니다. 예를들어, 토큰을 MY_API_TOKEN이라는 변수에 저장했다면:

from qiskit import IBMQ

IBMQ.save_account('MY_API_TOKEN')

이 명령어로 IBM Q 로긴과 토큰이 로컬 저장매체에 저장되며 다음의 간단한 명령어로 토큰을 불러와 쓰실 수 있습니다:

from qiskit import IBMQ

IBMQ.load_accounts()

토큰을 저장매체에 저장하고 싶으지 않으시다면 다음의 명령어를 사용하시면 됩니다.

from qiskit import IBMQ

IBMQ.enable_account('MY_API_TOKEN')

이 명령어를 사용하시면 토큰은 IBM Q 디바이스를 쓰시는 동안만 활성화 됩니다.

examples/python 에 Terra를 IBM Q 실제 양자컴퓨터 소자에서 하는 예제들이 많이 나와 있습니다. using_qiskit_terra_level_0.py부터 시작하셔서 단계적으로 올라가 보세요.

Qiskit에 기여하기 위한 가이드라인

Qiskit에 기여하고 싶으시다면 contribution guidelines을 보시기 바랍니다. 이 프로젝트는 Qiskit's 행동 강령 (code of conduct)를 준수합니다. 프로젝트의 참여는 곧 모든 유저들이 행동강령을 준수한다는 것을 의미합니다.

버그와 그 밖에 요청사항이 있으시면 GitHub issues를 이용하세요. 토론은 Qiskit slack채널을 이용하시면 됩니다. Qiskit Slack채널에 가입하시려면 링크를 클릭하세요.질문은 Stack Overflow에서 하시면 됩니다.

Next Steps

이제 여러분은 Qiskit 튜토리얼에 있는 다른 예제들까지도 실행할 수 있는 준비와 환경 구성을 마쳤습니다.

Authors

Qiskit Terra는 많은 사람들의 노력과 기여로 계속 발전해 나가고 있습니다.