Histogram görselleştirme — Ölçüm sonuçlarının sayım dağılımı

Qiskit’te plot_histogram, bir sayım sözlüğünü ( {"00": n0, "11": n1, ...}) çubuk grafiğe çevirir. Bu nesne, yürütme sonrası result.get_counts() ile elde edilen ölçüm istatistiğidir; algoritmanın teorik olasılık dağılımının tek başına kanıtı değildir — sonlu shots ile örnekleme gürültüsü taşır.

Shot mantığı ve simülatör davranışı Shot mantığı ve ilgili Aer sayfalarında desteklenir; bu sayfa çizim API’si ve raporlama disiplinini öne çıkarır.

Ölçüm kaydı ve klasik register kavramı Ölçüm mantığı ile bağlantılıdır.

Ne vaat edilmez

Tam dalga fonksiyonunun gerçek ve sanal kısımlarının çizimi; bu state city konusudur.

Tek seferde tam yoğunluk matrisi okuma; histogram ölçüm uzayındadır.

Çubuk yüksekliği, ilgili bit dizisinin gözlenme sayısıdır. Toplam shots sabitlendiğinde, beklenen olasılık p için yaklaşık binomial dalgalanma ölçeği √(p(1-p)/shots) mertebesindedir; düşük shot’ta “şekil yanlış mı?” sorusu sık yanlış pozitif üretir.

number_to_keep ile yalnızca en sık görülen sonuçlar tutulabilir; nadir sonuçlar “diğer” kovasına düşebilir — raporda bu birleştirmenin yapıldığı yazılmalıdır.

sort parametresi eksen sırasını değiştirir; karşılaştırmalı slaytlarda aynı sıra ilkesi korunmalıdır.

Etiketlerdeki karakter sırası, klasik register’ların endian ve ölçüm sırasıyla belirlenir. Aynı devre için farklı Qiskit sürümleri veya farklı araçların metin temsili, etiket yönünü farklı gösterebilir; ekip içi sözleşmede “en sağdaki bit hangi kübittir?” netleştirilmelidir.

Çok ölçüm ve çok register senaryolarında etiket uzunluğu artar; target_string veya harici tablo ile alt küme seçimi düşünülebilir.

Register sistemleri sayfası, adlandırma ve birleştirme kurallarına yardımcı olur.

Hinton ve state city, çoğunlukla ölçümden önceki matematiksel durumun matris temsilini gösterir. Histogram ise ölçüm sonrası klasik çıktıdır; Born kuralı ile bağlantılı olsa da, grafik doğrudan ρ matrisi değildir.

LaTeX ile olasılık vektörü tablo halinde yayınlamak dergi kalitesinde hâlâ sıktır; histogram araştırma not defteri veya slayt katmanıdır.

Donanım bağlantısı kuplaj haritası ile anlatılır; histogram topoloji çizmez.

plot_histogram bir sayım sözlüğü veya sözlük listesi kabul edebilir; hata düzeltme öncesi / sonrası veya farklı transpile varyantlarını aynı figürde legend ile karşılaştırmak için kullanılır.

Okuma hatası hafifletmesi Ölçüm azaltma ve genel çerçeve Hata azaltma sayfalarında desteklenir; histogram bu tekniklerin görsel kanıtı rolünü üstlenir.

Sampler ilkeli çıktıları da sayım uzayında özetlenir; görselleştirme disiplini aynıdır.

Kuantum bilgisayar mimarisini yazılım üzerinden kontrol etmek, yürütme sonrası sayım artefaktının sürümlenmesini de içerir: hangi backend, hangi transpile, hangi shots, hangi mitigasyon bayrağı ile üretildiği meta veri olarak saklanmalıdır.

CI’da sabit tohum ( seed_simulator vb.) ile regresyon karşılaştırması yapılabilir; gerçek donanımda tekrarlanabilirlik farklıdır.

İlkel iş akışları disiplini, histogram PNG’sini deney kimliğiyle arşivlemeyi önerir.

Erişilebilirlik

Yalnızca renk kodlu çubuklar renk körlüğünde zayıf kalabilir; sayısal tablo veya çift kodlu etiket ekleyin.

Aşağıdaki örnek, Aer simülatöründe ölçümlü küçük bir devre çalıştırır, get_counts() alır ve plot_histogram ile PNG yazar. Matplotlib Agg arka ucu başsız ortamlar için sabitlenmiştir. Ortamda qiskit-aer kurulu olmalıdır.

Matplotlib: Aer sayımları

import matplotlib

matplotlib.use("Agg")
import matplotlib.pyplot as plt
from qiskit import QuantumCircuit, transpile
from qiskit.providers.fake_provider import GenericBackendV2
from qiskit_aer import AerSimulator
from qiskit.visualization import plot_histogram

qc = QuantumCircuit(2)
qc.h(0)
qc.cx(0, 1)
qc.measure_all()

backend = GenericBackendV2(num_qubits=2)
tqc = transpile(qc, backend)
sim = AerSimulator()
counts = sim.run(tqc, shots=4096).result().get_counts()

fig = plot_histogram(counts, title="Bell ölçümü — Aer (4096 shot)", figsize=(6.5, 4.2))
fig.savefig("histogram_bell_aer.png", dpi=130, bbox_inches="tight")
plt.close(fig)
print("Yazıldı: histogram_bell_aer.png")

İki dağılım (yorum)

Aşağıdaki kalıp, iki sayım sözlüğünü aynı figürde kıyaslamak içindir; listeyi doldurun.

# fig = plot_histogram([counts_raw, counts_mitigated], legend=["ham", "düzeltilmiş"], title="Kıyas")
# fig.savefig("histogram_compare.png", dpi=130, bbox_inches="tight")

Histogram; ölçüm sonrası bit dizisi sayımlarının çubuk özetiidir. Durum matrisi veya vektör görselleştirmeleri ve donanım topolojisi çizimleriyle veri kaynağı olarak birleştirilmemelidir.

Güncel parametre listesi IBM API belgelerinde tutulur; endian ve shot bilgisini her figür başlığında sabitleyin.

• Shot mantığı — örnekleme ve gürültü.
• Hinton diyagramı — yoğunluk matrisi kare dili.
• IBM Quantum: Devreleri görselleştirme.
• IBM Quantum API: plot_histogram.