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免费的真实量子硬件

免费访问真实的量子处理单元(QPU)——从超导芯片到离子阱系统。

真实 QPU提供免费额度云端访问

对于真实硬件,“免费”意味着什么

IBM Quantum 对开放账户是真正免费的(需排队等待)。通过云服务商访问的 AWS Braket 和 IonQ 为新用户提供免费额度。学术项目和科研合作可以解锁更多的免费访问权限。请务必查看当前的定价——额度和限制可能会发生变化。

IBM Quantum

超导Transmon真正免费

IBM Quantum 通过 IBM Quantum Platform 免费开放访问一系列真实量子计算机。开放账户可无限制访问具有 5–127 个量子比特的系统。需要排队等待。

IBM Eagle / Heron

量子比特数127
技术超导
错误率(2Q)~0.1%
队列公开

IBM Falcon

量子比特数27
技术超导
门集CX, RZ, SX
队列公开

IBM Sparrow(高级版)

量子比特数133
技术Heron r2
访问权限高级版
队列优先

如何获得免费访问

  1. 1访问 quantum.ibm.com 并创建一个免费的 IBM ID 账户。
  2. 2登录后,从账户(Account)部分复制你的 API 令牌。
  3. 3安装 Qiskit IBM Runtime SDK:pip install qiskit-ibm-runtime
  4. 4在本地保存你的凭据(一次性设置),然后向任意免费 QPU 提交任务。
python
from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService
from qiskit_ibm_runtime import SamplerV2 as Sampler

# Save credentials once
QiskitRuntimeService.save_account(
    channel="ibm_quantum",
    token="YOUR_IBM_QUANTUM_TOKEN"
)

service = QiskitRuntimeService(channel="ibm_quantum")

# Pick the least busy real QPU (free tier)
backend = service.least_busy(
    operational=True,
    simulator=False,
    min_num_qubits=2
)
print(f"Running on: {backend.name}")

sampler = Sampler(mode=backend)
job = sampler.run([transpiled_qc])
result = job.result()
💜

IonQ (via AWS Braket & Azure Quantum)

离子阱#AQ29免费额度

IonQ 运营的离子阱量子计算机可通过 AWS Braket 和 Azure Quantum 访问。这两个平台上的新账户都可获得免费额度。IonQ 系统具有极低的门错误率和全连接(all-to-all)特性。

IonQ Aria

量子比特数25 (#AQ29)
技术离子阱
1Q 门保真度99.9%
连接性全连接

IonQ Forte

量子比特数35 (#AQ35)
技术离子阱
2Q 门保真度99.5%
访问权限企业级

如何获得免费访问

  1. 1创建一个 AWS 账户(aws.amazon.com)——提供免费额度层级。
  2. 2在 AWS 控制台中导航至 Amazon Braket 服务并启用它。
  3. 3新的 AWS 账户可能会获得 Braket 额度;详情请查看 Braket 定价页面。
  4. 4使用 Braket Python SDK 向 IonQ 硬件提交电路。
python
from braket.aws import AwsDevice
from braket.circuits import Circuit

# IonQ Aria on AWS Braket
device = AwsDevice("arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/ionq/Aria-1")

circuit = Circuit()
circuit.h(0).cnot(0, 1)

# Note: each shot has a cost. Check current pricing.
task = device.run(circuit, shots=100)
result = task.result()
print(result.measurement_counts)
🔷

Quantinuum (via Azure Quantum)

离子阱TKET免费额度

Quantinuum(前身为 Honeywell)提供一些保真度最高的离子阱量子系统。可通过 Microsoft Azure Quantum 访问,该平台为新用户提供免费额度。

H1(由 Honeywell 提供支持)

量子比特数20
技术离子阱
2Q 保真度99.8%
连接性全连接

H2

量子比特数56
技术离子阱
门集原生
电路中测量支持

如何获得免费访问

  1. 1在 portal.azure.com 创建一个 Azure 账户。
  2. 2搜索“Azure Quantum”并创建一个 Quantum 工作区。
  3. 3新的 Azure 账户可获得 200 美元的免费额度,可用于 Quantinuum QPU。
  4. 4安装 azure-quantum 并通过 Python 提交电路。
python
from azure.quantum import Workspace
from azure.quantum.qiskit import AzureQuantumProvider

workspace = Workspace(
    resource_id="/subscriptions/.../Microsoft.Quantum/Workspaces/...",
    location="eastus"
)

provider = AzureQuantumProvider(workspace)
backend = provider.get_backend("quantinuum.qpu.h1-1")

# Submit your Qiskit circuit to real H1 hardware
job = backend.run(transpiled_qc, shots=100)
print(job.result())

学术与科研项目

🎓

IBM Quantum Network — 学术版

高校和科研实验室可以申请加入 IBM Quantum Network,免费获得优先访问权、更大的量子比特数量以及专用系统。

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🔬

AWS Braket 科研额度

学术研究人员可以申请 AWS 科研额度,用以支付 Braket 云模拟器和 QPU 的费用。额度通常在 5,000–20,000 美元之间。

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NVIDIA 学术项目

通过 NVIDIA 学术硬件资助项目(Academic Hardware Grant),免费获得 GPU 访问权限(用于 CUDA-Q 及其他工具)。面向活跃的研究人员开放。

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🌐

IonQ 初创企业与学术访问

IonQ 为初创企业和学术机构提供专门的项目。通过其合作伙伴计划申请额度和优先系统访问权。

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💡

通过 HLQuantum 访问任意 QPU

使用 HLQuantum,你无需更改电路代码即可将真实硬件作为目标,包括 IBM Quantum、IonQ、Amazon Braket 等。只需切换后端标志,HLQuantum 便会为你处理转译、误差缓解和任务提交。

python
import hlquantum as hlq qc = hlq.Circuit(2) qc.h(0).cx(0, 1).measure_all() # Run on real IBM QPU result = hlq.run(qc, backend="qiskit", device="ibm_sherbrooke") # Run on real IonQ QPU result = hlq.run(qc, backend="ionq", device="aria-1")