量子计算实战：IBM Q Experience 和量子猜球游戏
jielysong
6年前
<p>一起来玩这个游戏！想看看如何在实际生活中玩这个游戏？ <a href="/misc/goto?guid=4959757022308967887" rel="nofollow,noindex">在这里试试！</a></p> <p>您可以玩玩这个经典的猜球游戏，并查看 QASM 代码和执行结果。祝您玩得愉快！</p> <p>我在博客文章 <a href="/misc/goto?guid=4959757022398282317" rel="nofollow,noindex">通过量子计算、量子比特和 IBM Q 解决猜球游戏问题</a> 中提到过，一次高中同学聚会上与好友的一番对话，引起了我对如何使用量子计算解决实际问题的思考。作为对我自己的挑战，我想使用 IBM 的量子技术（具体来讲是 IBM Q Experience）重新创建经典的猜球游戏。</p> <p>在这个猜球游戏中，用户选择要将球藏在一个盒子下，然后让量子计算机猜测是藏在哪个盒子下。在本教程中，将介绍我使用 IBM Q Experience 创建的猜球游戏版本的步骤。</p> <p><a href="/misc/goto?guid=4959757022485956853" rel="nofollow,noindex">在 GitHub 上获取代码</a></p> <h2>预备知识</h2> <p>如果您有一点创建网站的经验，而且比较熟悉 HTML 和 JavaScript，您会发现这是一次非常简单（而轻松）的体验。我不会介绍 C#、HTML 或 JavaScript 代码的细节，因为这与如何使用 Q Experience 平台没有多大关系。您会看到，棘手的部分是后端发生的事情。</p> <p>如果您对 IBM Q Experience 的 Quantum Composer 和 Quantum Assembler 的性质有一定的了解，也会对您有所帮助 - 但这不是理解这个简单的操作教程所必需的。</p> <h2>系统要求</h2> <p>首先，您需要有一个 IBM Q Experience 帐户。这个帐户是免费的！是不是很不错？要进行注册，请 <a href="/misc/goto?guid=4959757022576255376" rel="nofollow,noindex">访问 Quantum experience 页面</a> 。</p> <p>您需要一个集成开发编辑器 (IDE) 来编写代码。出于我的目的，我使用了 Microsoft Visual Studio 2015。如果您非要坚持的话，您可以使用记事本，但我不推荐使用它。</p> <p>您可以在自己的系统上本地运行实验，或者在您选择的云平台上运行实验。我已将我的代码发布到 IBM Cloud 上，以便与您分享。</p> <h2>一种解决方法</h2> <p>在思考如何使用量子计算解决我的难题时，我首先将此项目构想为一个完全基于浏览器的 JavaScript 任务。我编写了一些 HTML 5 代码，添加了一些出色的 JS 功能，让这些盒子会在屏幕上移动。我可以在 JavaScript 中构建量子汇编代码 (QASM)，并通过一个简单的 Web 服务调用将它传递给 IBM Q Experience 平台。</p> <p>不幸的是，IBM 不允许从外部域进行跨来源资源共享 (CORS)，所以浏览器阻止了我们执行任何服务调用。让人焦头烂额！</p> <p>其实，没那么糟糕。但让我们回到起点。</p> <p>另一种替代方案是从服务器端代码发出请求，而不是从无法应用 CORS 的浏览器发出请求。这使情况变得有点复杂。</p> <p>现在，我们的猜球游戏必须将它的布局提交给服务器。服务器将请求汇编为 QASM 代码并提交给 IBM 的平台。然后，从这个 Web 服务请求返回的 JSON 经过服务器解析并反馈到网页上，在其中显示量子计算机选择了哪个盒子。基本来讲，我们插入了一个中间媒介来解决该问题。很快，游戏就成功实现了。</p> <h2>量子解决方案</h2> <p>可以通过多种方式创建、编辑 ASP.NET Core 应用程序并将它部署到 IBM Cloud。我首先在 Visual Studio 中创建一个 ASP.NET Core 1.0 项目。删除模板中默认包含的 Contact 和 About 页面后，我修改了 Views\Shared\_Layout.cshtml 文件和 Views\Home\Index.cshtml，使它们符合我的要求。</p> <p>然后，我在 Controllers 目录下创建了一个文件夹来存储一些类文件，这些文件将用于与 IBM Q 平台进行通信。</p> <p>图 1. ASP.NET Core 解决方案</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/2745426ece326d8ea06d2b3a373b8eb2.png"></p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/51f3381678469a044c9760bf19030d0e.png" alt="量子计算实战：IBM Q Experience 和量子猜球游戏" width="550" height="1003"></p> <p>我们首先将注意力集中在 IBMQ 文件夹上，因为它是这个程序的真正核心。</p> <p>这个文件夹中的类负责登录到 IBM Q Experience 平台，汇编量子汇编代码 (QASM)，对 IBM 的量子处理器执行该代码，并解析执行的结果。执行和解析代码是通过公开的 Web 接口完成的。</p> <ul> <li><em>QProcessor</em> 类是此操作的核心。它处理登录功能和 QASM 代码的执行，以及两个实用工具和清理例程。它还持久保存执行各种 Web 服务调用所需的安全信息，并包装实现。请注意用于删除实验的函数。IBM Q Experience 平台将每次执行都保存为一次实验 - 随着时间的推移，尤其是在测试某些想法时，您的 Q Experience 平台上的帐户下执行的实验将会泛滥成灾。我发现最佳的管理方式是在运行实验后立即将其删除。</li> <li><em>QResult</em> 类是一个简单的构造方法，用于在组件之间来回传递一次操作的成功情况。</li> <li><em>QUser</em> 类是一个对象，用于保存登录 Q Experience 平台的结果。在本实验中，您需要在登录后记录用户的 userId，因为以后会使用此信息作为访问令牌，向您授予对帐户执行操作的权限</li> <li><em>QCode</em> 类将用于汇编 QASM 代码。它也包含尝试次数（可执行量子运算的次数）。请记住，返回的量子比特是一个为 0 或 1 的概率。在这个应用程序中，我尝试运行该量子代码 500 次（这足以收敛到 1 或 0 的近 100% 概率），这从一定程度上消除了量子处理的乏味。</li> <li><em>QExecutionOutput</em> 是这 5 个类中最复杂的。但是，出于本应用程序的目的，我们将忽略它的大部分内容。最重要的部分是隐藏在 Data 类中的 P 类。有两个属性（labels 和 values）可以保存结果。labels 属性告诉我们一个给定的量子比特得到了经典二进制位的 1 还是 0，values 属性告诉我们得到该结果的概率。该类本身是从对 IBM 平台执行样本代码的 JSON 结果中生成的。我使用了一个在线转换器（在本例中为 <a href="/misc/goto?guid=4959757022661217666" rel="nofollow,noindex">json2csharp.com</a> ）来构建 QExecutionOutput 类。无可否认，此类或许不是处理 JSON 结果的完美方式，但它比手动编写类更快。</li> </ul> <p>让我们分析一下这些类将执行的步骤。</p> <h2>与 IBM Q Experience 平台进行通信</h2> <p>我们需要做的第一件事是将数据发送到 IBM Q Experience 平台。无需反复编写和重写相同的代码，我将它组合成一个名为 FetchAPIData 的函数。这样，PerformLogin 等其他函数只需要传递相对 URL、一个 HTTP 方法（post、delete、get 等）和内容（如果提交）。FetchApiData 会完成剩余工作。</p> <p>它首先会将该 URL 的相对部分添加到基础 URL 中：https://quantumexperience.ng.bluemix.net/api。如果我们没有执行删除，而且我们有一个 User 对象，它还将传递 User.id 作为 access_token。当执行删除时，我们传递 User.id 作为请求标头 (X-Access-Token)，而不将 access_token 附加到 URL。</p> <p>下面这段代码只构建请求消息，添加内容，然后设置请求标头。如果我们获得了成功状态代码，则证明我们正确地发送了 QResult 对象，任务完成。</p> <p>清单 1. 发送我们的 QResult 对象</p> <pre> <code class="language-cs">private QResult FetchAPIData(string urlRelativePath, HttpMethod httpMethod, HttpContent contentToSend) { QResult result = new QResult(); //add auth token if we have a user and we arent deleting if (User != null && httpMethod !=HttpMethod.Delete) { urlRelativePath = urlRelativePath + "&access_token=" + User.id; } string url = _baseUrl + urlRelativePath; Debug.WriteLine("Performing " + httpMethod.ToString() + " to " + url); if (contentToSend!=null) { Debug.WriteLine("Sending data " + contentToSend.ReadAsStringAsync().Result); } HttpRequestMessage request = new HttpRequestMessage(httpMethod, url); request.Content = contentToSend; if (User != null) request.Headers.Add("X-Access-Token", User.id); using (HttpResponseMessage response = _client.SendAsync(request).Result) if (response.IsSuccessStatusCode) { using (HttpContent content = response.Content) { // ...Read the string. result.Message = content.ReadAsStringAsync().Result; result.Success = response.IsSuccessStatusCode; } } else { result.Message = response.ReasonPhrase; result.Success = false; } return result; }</code></pre> <p>就这么简单！砰！</p> <p>现在我们已确定如何与 IBM 平台进行通信，接下来需要理解我们必须传递什么信息。幸运的是，这非常简单 - 分两个阶段。</p> <ol> <li>第一阶段是交换凭证。</li> <li>第二阶段是传输 QASM 代码本身，并接受表示量子代码执行结果的 JSON 数据。</li> </ol> <h3>第 1 阶段.交换凭证</h3> <p>让我们从处理凭证开始。对于 IBM Q Experience 平台，我们需要一个 API 密钥。要获取此密钥，请执行以下操作：</p> <ol> <li>转到您的 <a href="/misc/goto?guid=4959757022737768651" rel="nofollow,noindex">IBM Quantum experience 帐户页面</a> 。</li> <li>单击 Regenerate 按钮，以便为您创建一个 API 密钥。 <p>图 2. IBM 的 Q Experience 概况页面中的 API 令牌</p> <img src="https://simg.open-open.com/show/0660aacc8ed617045e5a9ce55a70eacf.png"> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/f9bc9c462d8e3c8342c77133c3a74ab3.png" alt="量子计算实战：IBM Q Experience 和量子猜球游戏" width="550" height="99"></p> </li> <li>有了 API 令牌后，将它传递给位于“/users/loginWithToken”端点上的 Web 服务。下面的代码清单给出了我们用于完成此任务的 PerformLogin 例程。</li> </ol> <p>清单 2. 传递 API 令牌</p> <pre> <code class="language-cs">private QResult PerformLogin() { if (_token == string.Empty) throw new Exception("A token is required."); QResult result = new QResult(); HttpContent content= new StringContent("apiToken=" + _token, System.Text.Encoding.UTF8, "application/x-www-form-urlencoded");//CONTENT-TYPE header result = FetchAPIData("/users/loginWithToken", HttpMethod.Post, content); if (result.Success) { User = JsonConvert.DeserializeObject<QUser>(result.Message); Debug.WriteLine("Logged in and have UserID: " + User.userid); } else { User = null; } return result; }</code></pre> <p>这里只有一个需要注意的地方：您没有将 JSON 数据提交到此端点，而是提交了 application/x-www-form-urlencoded 数据。这需要花点精力才能理解 - 同样幸运的是，Fiddler 和 Wireshark 是对这些功能执行逆向工程的好工具。</p> <p>如果令牌经过了验证，我们会获得类似下面这样的 JSON 包：</p> <p>清单 3. 返回的 JSON 包</p> <pre> <code class="language-cs">"{\"id\":\"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX\",\"ttl\":1209600,\"created\": \"2017-10-03T14:51:51.918Z\",\"userId\": \"XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX7999a6\"}"</code></pre> <p>在对 IBM 平台的后续调用中会使用 userId 字段的值。该值在存活时间 (ttl) 过期之前工作正常 - 在这段简单的演示代码中，我们忽略了这一点。所以，在我们的登录步骤中，我们对结果消息数据中的 userId 进行了反序列化，并将结果隐藏在我们的全局 user 对象中。</p> <h3>第 2 阶段.执行代码</h3> <p>现在是时候提交 QASM 代码来执行它了。我们将创建一个包含以下信息的 ExecuteCode 函数：</p> <ul> <li>一个包含以下 3 个参数的 URL 字符串： <ul> <li>Shots：要执行实验的次数</li> <li>Seed</li> <li>deviceRunType：我们使用了“simulator”，但是，如果您愿意的话，可以在真正的量子处理器上运行此代码</li> </ul> </li> <li>其他数据包括： <ul> <li>QASM 代码本身</li> <li>codeType：对我们而言，代码类型为 QASM2</li> <li>分配给这次运行的名称</li> </ul> </li> </ul> <p>下面是完整的 ExecuteCode 函数：</p> <p>清单 4. ExecuteCode 函数</p> <pre> <code class="language-cs">public QResult ExecuteCode(QCode code) { if (this.User == null) throw new Exception("Not logged in."); QResult result = new QResult(); string url = string.Format("/codes/execute?shots={0}&seed={1}&deviceRunType={2}", code.shots.ToString(), code.seed.ToString(), code.deviceRunType ); string data = string.Format("qasm={0}&codeType={1}&name={2}", code.qasm, code.codeType, code.name ); var kvp = new List<KeyValuePair<string, string>>(); kvp.Add(new KeyValuePair<string, string>("qasm", code.qasm)); kvp.Add(new KeyValuePair<string, string>("codeType", code.codeType)); kvp.Add(new KeyValuePair<string, string>("name", code.name)); HttpContent content = new FormUrlEncodedContent(kvp); result = FetchAPIData(url, HttpMethod.Post, content); Debug.WriteLine("ExecuteCode received the following JSON from the API:"); Debug.WriteLine(result.Message); return result; }</code></pre> <p>我们将数据打包到一个 KeyValuePair 中，然后对它执行 FormUrlEncode，以便可以通过 FetchAPIData 调用，使用 POST 将它提交到该 URL。</p> <p>不错的开端。但是现在该做什么？量子处理器如何解决猜球游戏？</p> <h2>Grover 算法和振幅放大技巧</h2> <p>要理解量子计算的工作原理，需要了解 Grover 算法和振幅放大技巧</p> <p>如果您需要更详细的解释，IBM Q Experience 中的 <a href="https://quantumexperience.ng.bluemix.net/qx/tutorial?sectionId=full-user-guide&page=004-Quantum_Algorithms~2F070-Grover%27s_Algorithm" rel="nofollow,noindex">Grover 算法教程</a> 透彻地剖析了该算法。</p> <p>在物理现实中，如果向您提供一组盒子，您会逐个翻开它们，直到找到球。在计算机世界中，这个猜球游戏只是一种非结构化搜索。</p> <p>在非结构化搜索流程中，通过对一个集合内的每个元素应用布尔运算（一种具有明确的 f(x)=1 形式的函数），对该集合内的 N 个元素进行搜索。</p> <p>给定一个包含 N 个元素的集合 X ={x1, x2,…xN} 并给定一个函数 f：X=>{0,1}，找到 X 中满足条件 f(x*)=1 的元素 x*。</p> <p>在我们的例子中，我们有一些盒子（假设数量为 N），我们想找到下面藏有球的盒子。我们选择一个盒子时，如果它下方有一个球，则会得到结果“true”或“1”。如果我们在盒子下找到球以外的任何东西，那么结果将为值“false”或“0”。通过这种方式，如果在盒子下找到球，函数表示为 f(x) = 1，如果不是球，函数表示为 f(x) = 0。</p> <p>在经典计算领域和我们的猜球游戏中，我们读取每个盒子，应用该函数，直到找到球。这有时称为“占卜”，因为我们将该函数视为一个黑盒。我们没有必要关心盒子内是什么，只需关心函数的结果是 1 还是 0。给定 N 个盒子，经典计算机的最糟糕性能为 O(N) 次运算（例如，球在最后的盒子下）。</p> <p>使用量子计算机和振幅放大技巧，我们可以在 O(sqr(N)) 次运算内解决此问题。但是，量子计算从来都不是那么简单。量子计算得到一个小于 1 的概率 - 而不是准确的答案。即便如此，我们可以多次运行计算，直到结果是任何一个随意选择的高概率（比如 0.99 或更高）。出于我们的目的，我们将进行 500 次尝试。该计算几乎总是得到接近 100% 的概率（或者至少可以舍入为 100% 的概率）。</p> <h2>映射</h2> <p>请记住，我们希望将真实问题映射到量子处理器的物理状态，执行逻辑，然后将结果逆向映射回真实问题。</p> <p>那么在我们的猜球游戏中，我们需要：</p> <ol> <li>将用户选择的盒子数量传递到后端。</li> <li>让后端将该数据以 QASM 代码形式传递给量子处理器，由该处理器执行 Grover 算法。</li> <li>检索并解析这些结果。</li> <li>将结果数据映射回真实问题（例如显示用户选择了哪个盒子）。</li> </ol> <p>呼！很难讲清，但还没有难到讲不清。在实例化期间，QCode 类执行了所有工作。在这里，我们将逐个步骤进行剖析。</p> <h3>第 1 步.将用户选择的盒子数量传递到后端</h3> <p>我们向 QCode 构造方法传递一个参数，表明用户选择了哪个盒子。这会指导创建 QASM 代码来正确反映实际环境与量子处理器的执行环境的映射。QCode 构造方法代码首先设置 QASM 代码的第一部分，这部分建立 5 个量子比特和 5 个经典寄存器。</p> <p>清单 5. 设置 QASM 代码</p> <pre> <code class="language-cs">//5 qubits and 5 classical registers string preCode = "include \"qelib1.inc\";qreg q[5];creg c[5];";</code></pre> <p>为什么是 5 个？说实话，我们只需要两个，我们使用 5 个是为了让此演示与 Q Experience 网站上的 <a href="https://quantumexperience.ng.bluemix.net/qx/tutorial?sectionId=full-user-guide&page=004-Quantum_Algorithms~2F070-Grover%27s_Algorithm" rel="nofollow,noindex">教程</a> 中提供的 Composer 分数保持一致。</p> <h3>第 2 步.让后端将该数据以 QASM 代码形式传递给量子处理器，由该处理器执行 Grover 算法。</h3> <p>我们为这些量子比特分配状态。系统根据我们尝试表示哪个状态来构建 QASM。请记住，如果用户选择了盒子 #1，我们希望将量子比特的状态设置为“00”状态。盒子 #2 的状态为“01”，依此类推。switch 语句负责设置这些状态。下面的代码清单展示了如何分配这些状态：</p> <p>清单 6. 分配状态</p> <pre> <code class="language-cs">switch (coinUnderShellNumber) { case 1: //#State=00 initCode = @"h q[1]; h q[2]; s q[1]; s q[2]; h q[2]; cx q[1],q[2]; h q[2]; s q[1]; s q[2]; "; break; case 2: //#State=01 initCode = @"h q[1]; h q[2]; s q[2]; h q[2]; cx q[1],q[2]; h q[2]; s q[2];"; break; case 3: //#State=10 initCode = @"h q[1]; h q[2]; s q[1]; h q[2]; cx q[1],q[2]; h q[2]; s q[1];"; break; case 4: //#State=11 initCode = @"h q[1]; h q[2]; h q[2]; cx q[1],q[2]; h q[2]; "; break; default: throw new Exception("There can only be 4 shells."); }</code></pre> <p>最后，我们将 Grover 算法添加到这段 QASM 代码的末尾，如下面的代码清单所示：</p> <p>清单 7. 添加 Grover 算法</p> <pre> <code class="language-cs">//everything starting at the "double Hadamard" string postControlledNot = @"h q[1]; h q[2]; x q[1]; x q[2]; h q[2]; cx q[1], q[2]; h q[2]; x q[1]; x q[2]; h q[1]; h q[2]; measure q[1] -> c[1]; measure q[2] -> c[2];";</code></pre> <p>我们将所有这些信息组合为一个字符串：</p> <p>清单 8. 组合为一个字符串</p> <pre> <code class="language-cs">this.qasm = preCode + initCode + postControlledNot;</code></pre> <p>将尝试次数设置为 500，以便我们的实验运行次数足以收敛到这些概率。</p> <p>清单 9. 设置尝试次数</p> <pre> <code class="language-cs">this.shots = 500;</code></pre> <h3>第 3 步.检索并解析这些结果</h3> <p>我们之前讨论的 ExecuteCode 函数负责将代码传递到 Q Experience 平台。如果代码成功执行，我们会获得类似下面的代码清单的 JSON：</p> <p>清单 10. JSON 输出</p> <pre> <code class="language-cs">{"result":{"date":"2017-10- 03T17:07:21.819Z","data":{"creg_labels":"c[5]","p": {"qubits":[1,2],"labels":["00110"],"values":[1]}, "additionalData":{"seed":1},"qasm ... ,"userDeleted":false,"id":"7012d29df79ba1fca3e5eda009069d3d", "userId":"a3e5c196cb90688ba9a50dd7607999a6"}}</code></pre> <p>该 JSON 输出中隐藏的“labels”字段中包含我们的答案 - 在本例中为“00110”（已在上面突出显示）。“values”字段列出了该答案的概率。因为我们运行了 500 次模拟，所以最终结果非常接近 100%，足以让结果舍入为 1。因此，解析该结果很简单，只需将该 JSON 合成为一个对象并读取 labels 属性：</p> <p>清单 11. 解析结果</p> <pre> <code class="language-cs">QExecutionOutput x= JsonConvert.DeserializeObject <QExecutionOutput>(result.Message); Debug.WriteLine("The values are: " + x.result.data.p.labels[0]);</code></pre> <h3>第 4 步.将结果映射回真实问题</h3> <p>将结果映射回真实问题是另一个 switch 语句，如下面的代码清单所示：</p> <p>清单 12. 映射结果</p> <pre> <code class="language-cs">//parse the result and output the location of the coin QExecutionOutput x = qp.GetOutputFromMessageData(result.Message); string labels = x.result.data.p.labels[0]; switch (labels) { case "00000": Debug.WriteLine("The coin was under Shell #1"); ComputedShell.Value = "1"; break; case "00100": Debug.WriteLine("The coin was under Shell #2"); ComputedShell.Value = "2"; break; case "00010": Debug.WriteLine("The coin was under Shell #3"); ComputedShell.Value = "3"; break; case "00110": Debug.WriteLine("The coin was under Shell #4"); ComputedShell.Value = "4"; break; default: Debug.WriteLine("Something broke!"); ComputedShell.Value = "0"; break; }</code></pre> <p>如果您仅尝试了两次，可能会获得完全不同的结果。 或许我们应检查 values 数组并选择具有最高概率的数组索引，然后选择具有匹配的数组索引的标签作为答案。但是，因为我们运行了 500 次，所以我们的结果几乎总是只有 1 个答案的数组。就像下面的 JSON 中一样：</p> <p>”qubits":[1,2],"labels":["00110"],"values":[1]},”</p> <p>概率被舍入为 1，而且只有一个标签“00110”，所以在我们的猜球游戏中，我们仅读取了索引 0 处的结果。在本例中，球隐藏在第 4 个盒子下！</p> <h2>总结</h2> <p>在我们的 ASP.NET 网页中，当用户按 Submit 按钮时，会在 ShellGameModel 类的“ShellSelected”属性中传回盒子的编号。我们读取此值，创建我们的 QProcessor 对象（使用我们的令牌将其实例化）。然后登录。</p> <p>如果登录成功，我们将实例化我们的 QCode 对象，向它传入所选的盒子的值。然后，我们将代码传递给 ExecuteCode 函数。我们利用该代码创建了一个 QExecutionOutput 对象，并读取结果的 labels 属性。</p> <p>请记住，我们的 labels 是以经典方式表达的量子比特状态（1 或 0）。通过另一个简单的 switch 语句，我们可以传回量子处理器能够推断出的球位置信息。</p> <p>清单 13. 查找球的位置</p> <pre> <code class="language-cs">[HttpPost] public IActionResult Index(ShellGameModel model) { model.ComputedShell = "0"; model.QASM = ""; model.ExecutionResults = ""; string token = "INSERTYOURTOKENHERE"; //Build the processor QProcessor qp = new QProcessor(token); //login QResult result = qp.Login(); Debug.WriteLine(string.Format("Login result. Success={0} Message={1}", result.Success.ToString(), result.Message)); if (result.Success) { int shell = 0; Int32.TryParse(model.ShellSelected, out shell); //build the QASM code QCode code = new QCode(shell); code.name = string.Format("ExperimentID {0} with Shell at {1} ", System.Guid.NewGuid().ToString(), shell.ToString()); Debug.WriteLine("Code:"+ Environment.NewLine + code.qasm); //execute the code result = qp.ExecuteCode(code); Debug.WriteLine(string.Format("Code Executed Success={0}, Data={1}", result.Success.ToString(), result.Message)); //parse the result and output the location of the coin QExecutionOutput x = qp.GetOutputFromMessageData(result.Message); string labels = x.result.data.p.labels[0]; switch (labels) { case "00000": Debug.WriteLine("The coin was under Shell #1"); model.ComputedShell = "1"; break; case "00100": Debug.WriteLine("The coin was under Shell #2"); model.ComputedShell = "2"; break; case "00010": Debug.WriteLine("The coin was under Shell #3"); model.ComputedShell = "3"; break; case "00110": Debug.WriteLine("The coin was under Shell #4"); model.ComputedShell = "4"; break; default: Debug.WriteLine("Something broke!"); model.ComputedShell = "0"; break; } model.QASM = JsonConvert.SerializeObject(x.code, Formatting.Indented); model.ExecutionResults = JsonConvert.SerializeObject(x.result, Formatting.Indented); //now cleanup and delete the results QResult deleteResult = qp.DeleteExperiment(x.code.idCode); } return View(model); }</code></pre> <p>瞧！我们将猜球游戏的实际问题映射到了代码中，在量子处理器上执行了它，处理了结果并将解决方案映射回实际环境中。</p> <p>这可能不是您见过的最出色的工作（我可以想到 100 种改进它的方式），但它简单有效，而且足够表达本演示的目的。</p> <h2>亲自玩玩该游戏</h2> <p>想看看如何在实际生活中玩这个游戏？ <a href="/misc/goto?guid=4959757022308967887" rel="nofollow,noindex">玩游戏</a> 并查看 QASM 代码和执行结果。祝您玩得愉快！</p> <h2>结束语</h2> <p>感谢您跟我一起学习了 IBM Q Experience 的教程。尝试这项实验性技术很有趣，而且可以使用它创建有趣的小游戏。希望您能够利用本教程中的知识，使用这项量子技术亲自创建游戏或解决难题。</p> <h2>后续行动</h2> <ul> <li>量子计算初学者指南：在这个初学者为其他初学者编写的指南中，Talia Gershon 博士向开发人员解释了量子计算的基础操作。</li> <li><a href="/misc/goto?guid=4959757022923654553" rel="nofollow,noindex">量子计算：IBM Q Experience 的初学者笔记和概述</a> ：在这篇博客文章中，Kevin Casey 介绍了他第一次使用 IBM Q Experience 的经历。</li> <li>IBM Q：进一步了解量子计算，阅读教程，并亲自实验该技术。</li> <li>QISKit API：轻量型、开源的 QISKit API 是一个围绕 IBM Quantum experience HTTP API 的瘦 Python 包装器，它使您能够连接和执行 OPENQASM 代码。</li> </ul> <p> </p> <p>来自：http://www.ibm.com/developerworks/cn/opensource/os-quantum-computing-shell-game/index.html?ca=drs-</p> <p> </p>