Come usare il visualizzatore di atomi neutrali

Il Microsoft Quantum Development Kit (QDK) offre diversi simulatori quantistici e un visualizzatore per computer quantistici a atomi neutri. Il visualizzatore di dispositivi atom neutro produce un diagramma interattivo che consente di tenere traccia del modo in cui i qubit si spostano e vengono elaborati quando il programma viene eseguito in un dispositivo atom neutro di base. Questo articolo illustra come accedere e usare il visualizzatore in Jupyter Notebook.

Per istruzioni su come installare i simulatori e il visualizzatore, vedere Come installare ed eseguire i QDK simulatori quantistici.

Come creare un diagramma qubit atom neutro

Per creare un diagramma qubit con il visualizzatore atom neutro, seguire questa procedura:

1. In VS Codeaprire il menu Visualizza e scegliere Riquadro comandi.

2. Inserisci e seleziona Crea: Nuovo Jupyter Notebook. Verrà aperta una nuova scheda con un file vuoto Jupyter Notebook .

3. Importare i pacchetti e gli oggetti necessari. Nella prima cella immettere ed eseguire il codice seguente:

   from qdk.openqasm import compile
   from qdk.simulation import NeutralAtomDevice
   

4. Scrivere il circuito OpenQASM e compilare il circuito in QIR. Ad esempio, il circuito seguente esegue l'entangleing di due qubit:

   qasm_src = """
   include "stdgates.inc";
   qubit[2] qs;
   bit[2] r;
   
   h qs[0];
   cx qs[0], qs[1];
   r = measure qs;
   """
   
   qir = compile(qasm_src)
   

5. Creare un oggetto simulatore usando NeutralAtomDevice.

   simulator = NeutralAtomDevice()
   

6. Per accedere al visualizzatore, chiamare il metodo show_trace e passare il QIR del programma.

   simulator.show_trace(qir)
   

   Il visualizzatore esegue il rendering nella cella di output.

Come interagire con il visualizzatore

Il visualizzatore include elementi interattivi che consentono di esplorare una simulazione del comportamento dei qubit durante l'esecuzione del programma in un computer quantistico atom neutro di base. Il diagramma del dispositivo è una griglia 2D con righe e colonne etichettate. Ogni punto in una posizione della griglia rappresenta un qubit atom neutro nel dispositivo.

Il diagramma contiene tre zone:

Elementi interattivi nel visualizzatore

Per interagire con il visualizzatore, usare gli elementi nella parte superiore del diagramma. Il diagramma contiene gli elementi seguenti:

1. Pulsante di riproduzione: Selezionare questo pulsante per riprodurre un'animazione dell'esecuzione del programma. L'animazione passa attraverso ogni passaggio del programma fino al termine del programma. Durante l'animazione, selezionare di nuovo questo pulsante per sospendere l'animazione nel passaggio corrente. Al termine dell'animazione, selezionare di nuovo questo pulsante per avviare l'animazione dall'inizio.
2. Pulsanti avanti e indietro: Selezionare questi pulsanti per scorrere il programma un passaggio alla volta senza riprodurre l'animazione completa.
3. Barra di avanzamento: Questo elemento mostra il passaggio corrente del programma. Spostare il dispositivo di scorrimento per scorrere il programma e scegliere un passaggio specifico. In ogni passaggio passare il puntatore del mouse su un qubit per vedere da dove è stato spostato il qubit nel passaggio precedente.
4. Ridimensiona pulsanti: Selezionare il pulsante freccia su per aumentare le dimensioni del diagramma e selezionare il pulsante freccia giù per ridurre le dimensioni del diagramma.
5. Icona Informazioni: Passare il puntatore del mouse su questa icona per visualizzare un elenco di tasti di scelta rapida che consentono di interagire con il diagramma. La scelta rapida da tastiera F accelera l'animazione e S rallenta l'animazione quando si seleziona il pulsante Riproduci .