Introducción a Qiskit Functions

Notas

• Qiskit Functions es una característica experimental disponible únicamente para los usuarios de los planes Premium, Flex y On-Prem (a través de la API de IBM Quantum Platform) de IBM Quantum®. Está en estado de versión preliminar y sujeta a cambios.

Qiskit Functions simplifica y acelera el descubrimiento de algoritmos a escala de utilidad y el desarrollo de aplicaciones, al abstraer partes del flujo de trabajo de desarrollo de software cuántico. De este modo, Qiskit Functions libera el tiempo que normalmente se invierte en escribir código manualmente y en ajustar experimentos.

Catálogo de Qiskit Functions

Las funciones se presentan en dos modalidades:

Tipo	¿Qué hace?	Entradas y salidas de ejemplo	¿Para quién es?
Circuit function	Interfaz simplificada para ejecutar circuits. Abstrae la transpilación, la supresión de errores y la mitigación de errores	Entrada: Objetos PUB abstractos Salida: Valores esperados mitigados	Investigadores que usan Qiskit para descubrir nuevos algoritmos y aplicaciones, sin necesidad de centrarse en la optimización para hardware o en el manejo de errores. Las circuit functions pueden usarse para construir application functions personalizadas.
Application function	Cubre tareas de mayor nivel, como la exploración de algoritmos y casos de uso específicos de dominio. Abstrae el flujo de trabajo cuántico para resolver tareas, con entradas y salidas clásicas	Entrada: Moléculas, grafos Salida: Energía del estado fundamental y excitado, valores óptimos para la función de costo	Investigadores de dominios no cuánticos que integran lo cuántico en flujos de trabajo clásicos a gran escala existentes, sin necesidad de mapear datos clásicos a quantum circuits.

Las funciones son proporcionadas por IBM® y socios externos. Cada una tiene buen rendimiento para características de carga de trabajo específicas y opciones únicas de ajuste de rendimiento.

Descripción general de las funciones disponibles

Circuit functions

Nombre	Proveedor	Uso recomendado	Beneficios únicos
Tensor-Network Error Mitigation Guía Referencia de API Licencia	Algorithmiq	Cargas de trabajo con observables de bajo peso y circuits sin bucles.	Reduce la sobrecarga de medición y la varianza, superando las líneas de base estándar de mitigación de errores como la Extrapolación de Ruido Cero (ZNE) y la Cancelación Probabilística de Errores (PEC) para las clases de circuits relevantes.
QESEM: Error Suppression and Error Mitigation Guía Referencia de API	Qedma	Cargas de trabajo que incluyen circuits con gates fraccionarios o parametrizados, observables de alto peso y flujos de trabajo que requieren valores esperados no sesgados y estimaciones precisas del tiempo de ejecución.	Produce valores esperados no sesgados con menor varianza y sobrecarga de recursos, superando a ZNE y PEC para las clases de circuits relevantes.
Performance Management Guía Referencia de API Licencia	Q-CTRL	Cargas de trabajo que contienen circuits paramétricos, circuits profundos o que requieren muchas ejecuciones de circuits.	Aplica automáticamente supresión de errores impulsada por IA a los algoritmos cuánticos, maximizando el rendimiento de los dispositivos IBM para obtener resultados precisos mientras se reduce el número de shots, el tiempo de cómputo y el costo requerido. Método de sobrecarga cero que mejora la precisión de ejecución para las primitivas Sampler y Estimator, compatible con cualquier peso de observables.
Orbit Guía Referencia de API	Quantum Elements	Cargas de trabajo con períodos de inactividad o huecos de planificación, incluidos circuits estáticos y dinámicos como corrección de errores cuánticos, medición a mitad de circuit, algoritmos oraculares, algoritmos cuánticos variacionales y simulación de Hamiltonianos.	Combina transpilación optimizada, desacoplamiento dinámico y mitigación de errores de medición en un flujo de trabajo unificado para mejorar el rendimiento de los circuits en el hardware de IBM Quantum. Aplica una supresión de errores de baja sobrecarga que conserva la lógica original del circuit sin tiempo adicional de preprocesamiento cuántico o clásico, de modo que los usuarios pueden activar, desactivar o comparar cada técnica con el circuit sin procesar.

Application functions

Nombre	Proveedor	Uso recomendado	Beneficios únicos
QUICK-PDE Guía Referencia de API Licencia	ColibriTD	Usa computación cuántica para EDP multifísicas. Prepara flujos de trabajo de simulación para hardware cuántico, manteniendo control total sobre los parámetros de modelado tanto cuánticos como físicos.	Ofrece un framework híbrido VQA robusto que proporciona soluciones de EDP precisas y escalables mediante codificación avanzada de soluciones y métodos espectrales, convirtiéndolo en un punto de entrada ideal para equipos que buscan desarrollar capacidades de simulación listas para lo cuántico.
Quantum Portfolio Optimizer Guía Referencia de API Licencia	Global Data Quantum	Cargas de trabajo de optimización financiera que buscan estrategias óptimas de cartera a lo largo del tiempo minimizando el riesgo y maximizando los rendimientos, permitiendo pruebas retrospectivas de estrategias de trading.	Resuelve problemas de optimización combinatoria mediante una adaptación altamente especializada del algoritmo cuántico VQE para este caso de uso financiero, usando estrategias de ejecución optimizadas y optimizadores, junto con técnicas de mitigación de errores que tienen en cuenta el ruido adaptadas a la optimización de carteras.
HI-VQE Chemistry Guía Referencia de API Licencia	Qunova Computing	Cargas de trabajo en química computacional, simulación molecular, ciencia de materiales, o cualquier simulación de Hamiltoniano que requiera resolver problemas de estructura electrónica de muchos cuerpos.	Resuelve estructuras electrónicas moleculares usando SQD mejorado logrando precisión química (1 kcal/mol, 1.6 mHa) para problemas modelados con 40 a 60 qubits, superando algunas soluciones clásicas en supercomputadoras o el SQD estándar en velocidad de convergencia o precisión, respectivamente, en órdenes de magnitud.
Iskay Quantum Optimizer Guía Referencia de API Licencia	Kipu Quantum	Cargas de trabajo de optimización como planificación de tareas, logística, enrutamiento y problemas QUBO/HUBO.	Métodos clásicos de pre- y posprocesamiento ajustables integrados para la rutina de optimización cuántica. Ofrece ventaja en tiempo de ejecución sobre solvers clásicos (CPLEX, recocido simulado y búsqueda tabú) en benchmarks HUBO seleccionados. Market Split ms_5_100, un desafío difícil, resuelto en horas (consulta este tutorial).
Singularity Machine Learning Guía Referencia de API Licencia	Multiverse Computing	Flujos de trabajo clásicos de clasificación de aprendizaje automático que podrían beneficiarse de una mayor precisión o eficiencia computacional aprovechando la optimización cuántica ejecutada en hardware IBM.	Ofrece una precisión comparable o superior a la de modelos clásicos como Random Forest o XGBoost, operando con significativamente menos aprendices y un conjunto más compacto. Impulsado por votación optimizada cuánticamente, selecciona los aprendices más informativos y refina los límites de decisión, resultando en mayor eficiencia, menor complejidad del modelo y un rendimiento más robusto.
Optimization Solver Guía Referencia de API Licencia	Q-CTRL	Problemas de optimización binaria o cualquier problema combinatorio que pueda mapearse a una función de costo binaria. Se admiten funciones de costo de cualquier orden y tamaños de problema hasta la escala máxima del dispositivo.	Solución de optimización cuántica de extremo a extremo que tiene en cuenta el ruido y que permite ingresar definiciones de problemas de alto nivel y encontrar automáticamente soluciones precisas a problemas combinatorios clásicamente desafiantes en hardware cuántico a escala de utilidad. Abstrae la complejidad al gestionar la supresión de errores, el mapeo eficiente y la optimización híbrida cuántico-clásica para resolver tareas de optimización a escala completa del dispositivo sin necesidad de profunda experiencia cuántica.
Parity Twine Optimizer Guía Referencia de API	ParityQC	Cargas de trabajo de optimización que se benefician de un menor número de gates y de profundidad del circuit, lo que permite tamaños de problema relevantes para la industria que resultan inviables con los métodos de transpilación estándar, con abundancia de SWAP.	Usa el método Parity Twine, basado en la Parity Architecture, para minimizar el número de gates de dos qubits y la profundidad del circuit teniendo en cuenta la conectividad del dispositivo, e implementa interacciones no locales sin gates SWAP. Automatiza los pasos de transpilación con una intervención mínima del usuario y utiliza un enfoque eficiente de QAOA de profundidad uno para obtener los parámetros óptimos del circuit en una CPU, minimizando el tiempo de ejecución de QPU requerido.
Constrained Quantum Optimizer Guía Referencia de API	Aqarios	Problemas de optimización binaria con restricciones proporcionados como archivo LP, archivo MPS o modelo Luna, en particular aquellos con restricciones one-hot o de set-packing.	Resuelve directamente problemas de optimización binaria con restricciones, imponiendo de forma nativa las restricciones one-hot y de set-packing mediante mixers XY en lugar de términos de penalización, lo que reduce el espacio de búsqueda al subespacio factible y mejora la calidad de la solución. Se encarga automáticamente de la reformulación, la síntesis de circuits, la transpilación y la ejecución en hardware mediante un warm-starting iterativo del algoritmo FlexQAOA, sin entrenamiento de parámetros variacionales.