Qiskit Developer Certificate이란?

서론

Qiskit은 2021년 3월, 세계 최초로 양자컴퓨터 개발자 자격증을 발표했습니다. (발표글)

그 희귀성 덕분에 Qiskit 개발자 자격증은 각종 양자컴퓨터 스타트업 및 기업들이 개발자를 채용할 때 우대 대상이 되기도 하며, 시험의 난이도가 그리 높지 않은 덕에 초보자들이 양자컴퓨터를 공부하는 것에 사용하기에도 좋은 대상이 되기도 합니다.

Qiskit 개발자 자격증은 Qiskit Advocate에 지원하기 위한 필요요건이기도 하기때문에 Advocate에 지원하고자 하는 분드른 반드시 갖추어야 할 자격 이기도 합니다.

개발자 자격증을 준비하기 위한 가이드의 원본은 이곳에서 확인 하실 수 있으며 아래에 한글화 번역본을 적는 것으로 이번 모듈을 마무리 하고자 합니다.

여러분께 제공되는 총 5개의 강의는 아래의 인증시험 준비에 필요한 모든 내용을 다루게 되므로 제공되는 강의만으로도 충분히 개발자 인증 시험을 준비하실 수 있습니다. :)

Qiskit 개발자 인증 시험 준비

• Qiskit SDK를 사용하여 양자 회로를 정의하고, 실행하며, 결과를 시각화합니다.
• 단일 큐비트 게이트와 블로흐 구면에서의 게이트의 회전을 이해합니다. 
• 여러가지 다중 큐비트 게이트와 양자 회로에서의 게이트들의 기능과 역할을 이해합니다. 
• qiskit.circuit, qiskit.execute, qiskit.providers, qiskit.qasm, qiskit.quantum_info, qiskit.tools, and qiskit.visualization packages 등의 라이브러리에 포함된 일반적인 클래스나 함수의 활용을 포함하여 기본적인 Qiskit SDK의 활용 능력을 검증합니다.

• 클라우드 상의 IBM Quantum Composer https://quantum-computing.ibm.com/composer를 사용하여 양자 회로를 생성하고, 실행하며 결과를 시각화 할수 있는 실무 능력
• 클라우드 상의 IBM Quantum Lab https://quantum-computing.ibm.com/lab의 예제들과 같이 Qiskit SDK의 기능을 돋보이게 하는 예제를 개발할 수 있는 실무 능력
• 복소수 벡터와 행렬을 사용하여 양자 상태 및 진화를 모델링하는 실무 능력
• 파울리 행렬에 대한 실무 능력
• 양자 상태의 측정 확률에 대한 실무 능력
• 벨 상태를 생성하는 회로와 같은 일반적인 회로에 대한 이해

• "Learn Quantum Computation using Qiskit" 교과서의 "1장. 양자 상태와 큐비트"와 "2장. 다중 큐비트와 얽힘" 학습 https://qiskit.org/textbook
• 다음으로, IBM Quantum Lab의 다음 영역의 튜토리얼을 학습합니다.
  • 양자 회로: ttps://quantum-computing.ibm.com/lab/files/qiskit-tutorials/tutorials/circuits
  • 양자 시뮬레이터: https://quantum-computing.ibm.com/lab/files/qiskit-tutorials/tutorials/simulators
• 양자 게이트, 측정 및 초기화을 사용한 양자 회로들을 자세히 알아봅니다. 우선 다음 목록의 주제들을 탐색합니다.
  • https://qiskit.org/textbook/ch-algorithms/defining-quantum-circuits.html
  • https://qiskit.org/textbook/ch-states/representing-qubit-states.html
  • https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.circuit.Gate.html
  • https://qiskit.org/documentation/tutorials/circuits_advanced/03_advanced_circuit_visualization.html
    • 다양한 싱글 큐비트 게이트 사용법 : https://qiskit.org/textbook/ch-states/single-qubit-gates.html
    • 다양한 다중 큐비트 게이트  사용법: https://qiskit.org/textbook/ch-gates/multiple-qubits-entangled-states.html
    • Barrier 기능의 사용법 : https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.circuit.QuantumCircuit.barrier.html
    • 회로의 Depth 계산 및 확인 : https://medium.com/arnaldo-gunzi-quantum/how-to-calculate-the-depth-of-a-quantum-circuit-in-qiskit-868505abc104
    • 양자 회로 확장 : https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.extensions.Initialize.html
    • Qiskit version과 연관된 명령어들 : https://qiskit.org/documentation/stable/0.24/install.html
    • 명령어들 :https://qiskit.org/documentation/tutorials/circuits_advanced/02_operators_overview.html
    • 충실도: https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.quantum_info.state_fidelity.html
• 이어서 양자 레지스터에 대해 알아봅니다. 양자 레지스터를 더욱 명확히 이해하기 위해 다음의 자료들을 살펴보십시오.
  • 양자 회로 작성 : https://qiskit.org/textbook/ch-algorithms/defining-quantum-circuits.html
  • 다중 큐비트 양자 레지스터 구성: https://qiskit.org/textbook/ch-gates/multiple-qubits-entangled-states.html
  • 양자 회로를 측정하여 고전적 레지스터에 저장하기: https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.circuit.Measure.html
  • 고전적 레지스터와 양자 레지스터 : https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.circuit.QuantumRegister.html
  • 양자회로 실행: https://qiskit.org/documentation/apidoc/execute.html

• 다음 주제는 시뮬레이터입니다. 시뮬레이터는 실제 양자 장치를 모사하기 위해 사용됩니다. 시뮬레이터에 대해서 알아보려면 다음의 자료들을 학습하십시오.
  • https://qiskit.org/documentation/tutorials/simulators/1_aer_provider.html
  • https://qiskit.org/documentation/apidoc/providers_basicaer.html
    • 1. 실험 결과의 히스토그램 작성
    • 2. 실험의 상태벡터 확인
    • 3. 실험의 유니타리 확인
    • 4. 사용가능한 시뮬레이터 목록 확인
    • 5. statevector_simulator backend 사용
    • 6. qasm_simulator backend 사용
    • 7. unitary_simulator backend 사용
• Open QASM은 오픈소스 양자 어셈블리 언어로 양자 명령어를 사용하기 위한 중간 언어입니다. Open QASM에 대한 설명이 담긴 문서와 Qiskit에서 Open QASM을 사용하는 방법을 학습합니다.  
  • https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.qasm.Qasm.html
  • https://medium.com/qiskit/a-new-openqasm-for-a-new-era-of-dynamic-circuits-87f031cac49
  • https://github.com/Qiskit/openqasm
    • 1. 양자 회로의 OpenQASM 구문 확인
    • 2. QASM 파일 읽기
• Qiskit Backend는 IBM Quantum Experience 장비들을 사용하는데 필요한 기능들을 포함합니다. Qiskit Backend의 작동 방식을 이해하기 위해 다음의 자료들을 살펴봅니다.
  • https://quantum-computing.ibm.com/docs/manage/account/ibmq
  • https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.providers.ibmq.IBMQBackend.html
  • https://medium.com/qiskit/qiskit-backends-what-they-are-and-how-to-work-with-them-fb66b3bd0463
    • 1. Monitor the status of a job instance job 인스턴스의 상태 모니터링
    • 2. Qiskit Backend 개요
• Visualization deals with the plotting various data in Qiskit. Visualization은 Qiskit에서 데이터를 플롯으로 시각화 하는 기능을 담당합니다. 아래의 자료들을 살펴보십시오. 
  • https://qiskit.org/documentation/tutorials/circuits/2_plotting_data_in_qiskit.html
  • https://qiskit.org/documentation/tutorials/circuits_advanced/03_advanced_circuit_visualization.html
    • 1. 양자 회로의 시각화 및 실험 결과의 히스토그램
    • 2. Bloch multivector 플롯 작성
    • 3. Bloch vector 플롯 작성
    • 4. QSphere 플롯 작성
    • 5. Density matrix 작성
    • 6. 백엔드의 Gate map을 error rates와 함께 확인