??學(xué)習(xí)量子計(jì)算、密碼學(xué)、Space等Web3前沿技術(shù)

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Setting Up Your Environment

這是一個(gè)全面的指南，用于在您的個(gè)人計(jì)算機(jī)上設(shè)置使用Qiskit Textbook的環(huán)境。這將幫助您重現(xiàn)您在教科書(shū)網(wǎng)站上看到的結(jié)果。Qiskit Textbook是在Jupyter notebooks中編寫(xiě)的。Notebooks和教科書(shū)網(wǎng)站(https://qiskit.org/textbook/preface.html)是僅有的兩個(gè)完全支持Qiskit Textbook的媒體。

安裝qiskit_textbook包

Qiskit Textbook提供了一些特定于教科書(shū)的工具和組件。這不是Qiskit的一部分，可以通過(guò)qiskit_textbook包獲得。通過(guò)Pip和Git安裝此包的最快方法是使用以下命令：

或者，您可以從Github下載qiskit-textbook-src(https://github.com/qiskit-community/qiskit-textbook)文件夾并在包含此文件夾的目錄下執(zhí)行指令：

準(zhǔn)確重現(xiàn)qiskit教科書(shū)中預(yù)先呈現(xiàn)的輸出的步驟（可選）

1. 設(shè)置默認(rèn)使用Matplotlib繪圖

QuantumCircuit.draw()和qiskit.visualization.circuit_drawer()的默認(rèn)后端是文本后端。然而，根據(jù)您的本地環(huán)境，您可能希望更改這些默認(rèn)值，以更適合您的用例。這是通過(guò)用戶配置文件完成的。默認(rèn)情況下，用戶的配置文件應(yīng)該是位于~/.qiskit/下的settings.conf文件。
Qiskit Textbook默認(rèn)使用Matplotlib庫(kù)繪制電路。要重現(xiàn)Qiskit Textbook中給出的可視化效果，請(qǐng)創(chuàng)建一個(gè)名為settings.conf文件（通常在~/.qiskit/中找到），內(nèi)容如下：

2. 設(shè)置默認(rèn)圖像格式為SVG

根據(jù)需要，您可以將下面這行代碼行添加到ipython_kernel_config.py文件（通常在~/.ipython/profile_default/中找到），以將默認(rèn)圖像格式從PNG設(shè)置為擴(kuò)展性更好的SVG格式：

3. 同步教科書(shū)中使用的Qiskit版本

您將在大多數(shù)教程的末尾找到一個(gè)代碼片段，其中包含本教程中使用的qiskit包的版本信息。如果您發(fā)現(xiàn)語(yǔ)法和/或輸出與教程不一致，請(qǐng)嘗試使用相同的版本。

想要檢查您當(dāng)前計(jì)算機(jī)中安裝的版本，請(qǐng)?jiān)赑ython shell或Jupyter Notebook中運(yùn)行以下命令：

Python and Jupyter Notebooks

Python是一種不需要編譯的編程語(yǔ)言。您可以逐行運(yùn)行它（這就是我們?cè)趎otebook中使用它的方式）。因此，如果您是編程新手，Python是一個(gè)很好的開(kāi)始。當(dāng)前版本是Python 3，也就是我們?cè)谶@里要使用的版本。

用Python編寫(xiě)代碼的一種方法是使用Jupyter notebook。這可能是將編程、文本和圖像結(jié)合起來(lái)的最佳方式。在notebook里，所有內(nèi)容都在單元格中。文本單元格和代碼單元格是最常見(jiàn)的。如果您正在使用Jupyter notebook閱讀本節(jié)內(nèi)容，則您目前閱讀的文本正位于文本單元格中。您可以在下面找到一個(gè)代碼單元格。

要運(yùn)行代碼單元格的內(nèi)容，可以單擊它并按Shift + Enter。如果左邊有一個(gè)小箭頭，您點(diǎn)擊它也可以運(yùn)行。

如果您正在使用Jupyter notebook閱讀本節(jié)內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)陂喿x過(guò)程中執(zhí)行每個(gè)代碼單元格。

上面我們創(chuàng)建了兩個(gè)變量，我們稱(chēng)之為a和b，并給它們賦值。然后我們把它們相加。在Python中，像這樣簡(jiǎn)單的算術(shù)運(yùn)算非常簡(jiǎn)單。

Python中的變量有很多種形式。下面是一些例子。

除了數(shù)字，我們可以使用的另一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是列表。

Python中的列表可以包含任意類(lèi)型的變量。

在Python中，列表索引從0開(kāi)始（與Fortran等語(yǔ)言不同）。因此，以下是您如何訪問(wèn)上述列表開(kāi)頭的42。

類(lèi)似的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是元組(tuple)。

列表和元組的一個(gè)主要區(qū)別是列表元素可以更改，

而元組元素不能更改。

此外，我們可以在列表的末尾添加一個(gè)元素，這是元組不能做的。

另一個(gè)有用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是字典。它存儲(chǔ)了一組值，每個(gè)值都由唯一的鍵標(biāo)記。

值可以是任何數(shù)據(jù)類(lèi)型。鍵可以是任何足夠簡(jiǎn)單的值（整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、布爾值、字符串）。它不能是列表，但可以是元組。

通過(guò)鍵可以訪問(wèn)值。

只要為新鍵提供新值，就可以添加新的鍵/值對(duì)。

想要遍歷一定范圍內(nèi)的數(shù)字，語(yǔ)法如下：

注意，range(n)函數(shù)（默認(rèn)）從0開(kāi)始，至n-1結(jié)束。

您也可以循環(huán)任何“可迭代”對(duì)象，例如列表

或字典。

?條件語(yǔ)句由if、elif和else組成，語(yǔ)法如下。

導(dǎo)入包可以使用如下一行代碼完成。

numpy包對(duì)于處理數(shù)學(xué)問(wèn)題很重要

我們必須在每個(gè)numpy命令前面加上numpy.，以便它知道如何找到numpy中定義的命令。為了節(jié)省書(shū)寫(xiě)，通常使用如下方式：

接下來(lái)您只需要使用縮寫(xiě)的名字。大多數(shù)人使用np，但您可以選擇您喜歡的。

您也可以直接從numpy中獲取所有內(nèi)容

然后，您可以直接使用這些命令。但這可能會(huì)導(dǎo)致包之間相互干擾，所以要謹(jǐn)慎使用。

如果您想做三角函數(shù)、線性代數(shù)等，您可以使用numpy。繪圖使用matplotlib。對(duì)于圖論，請(qǐng)使用networkx。對(duì)于量子計(jì)算，請(qǐng)使用qiskit。無(wú)論您想要什么，大概都會(huì)有一個(gè)包來(lái)幫助您。

在任何語(yǔ)言中，都需要了解如何創(chuàng)建函數(shù)。

下面是一個(gè)函數(shù)，它的名字被選為do_some_maths，它的輸入名為Input1和Input2，輸出名為the_answer。

它的用法如下：

如果您給某個(gè)函數(shù)一個(gè)對(duì)象，這個(gè)函數(shù)調(diào)用這個(gè)對(duì)象的方法來(lái)改變它的狀態(tài)，那么這個(gè)效果會(huì)持續(xù)存在。如果這就是您要做的，您不需要返回任何內(nèi)容。例如，讓我們使用列表的append方法來(lái)實(shí)現(xiàn)它。

隨機(jī)性可以使用random包生成。

這些是基礎(chǔ)知識(shí)。現(xiàn)在您所需要的只是一個(gè)搜索引擎，以及知道誰(shuí)值得在Stack Exchange上收聽(tīng)的直覺(jué)。接下來(lái)您就可以用Python做任何事情了。您的代碼可能不是最“Python化”的，但只有Python愛(ài)好者真正關(guān)心這一點(diǎn)。

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