全球第一个量子开发者认证，IBM官方发布认证考试备考路径

当地时间3月29日[1]，IBM宣布推出全球首个量子计算机编程的开发者认证[2]。这是有史以来第一个量子计算的认证项目。获得该认证表明已掌握了使用Qiskit的基础技能，而这对于构建和运行量子程序来说至关重要。

量子计算将改变我们解决计算机难题的方式，过去几年中，行业发展迅速。IBM Qiskit在2020年举办的全球暑期学校[3]，当时已经有数千人参加，并有超过60万人安装了Qiskit[4]，一款由IBM开发的开源量子软件开发工具包。

一份市场研究报告预测，到2030年，量子计算将成为一个价值650亿美元的产业，由此产生大量新的量子工作岗位[5]。

通过昨日发布的IBM量子开发者认证，IBM为具有各种开发背景的人，提供了一条获得Qiskit编程认证的途径，使他们能够利用自己的量子编码技能，在此新劳动力背景下获得潜在机会。

所有人都可以通过Qiskit对真正的量子计算硬件进行编程，只需要Python和基本的线性代数知识作为先决条件。

自IBM于2017年推出Qiskit以来，成千上万的用户已经利用Qiskit开发了应用程序，维护并改进了代码，还参加了线上/线下的黑客松、暑期学校和其他教育机会，以盘活开源社区。在此之后，IBM认为可以把目光瞄准更高的地方。

随着IBM的量子进程，公司寻求建立一个全球化的、多样化的、基于云计算的开发者生态系统，可以将量子计算技能带到他们自己的社区和行业中。

对于整个量子社区来说，这是一个令人兴奋的机会，能够向潜在雇主展示你精通量子计算机的编程。而对于雇主本身来说，也能够证明他们正在建立一支量子劳动力队伍。同时，也可以将此证书纳入招聘考量范围。

担任技术领导角色的人应当关注该证书，因为这将有助于在其组织中发展量子计算相关业务。通过量子开发者认证计划，IBM希望能够帮助有兴趣在这一领域工作的人增加收入潜力。

参与者需要通过Pearson VUE平台获取IBM量子开发者认证，完成全部60道考题，考试以英语的形式在全球范围内提供。

通过考试的人需有使用Qiskit在IBM量子计算机和模拟器上创建和执行量子计算程序的经验，并有能力在几乎没有产品文档、支持或同行协助的情况下执行这些任务。

IBM昨日的声明涵盖了一系列认证中的第一项，重点展示对量子计算的熟悉程度，以及使用Qiskit构建和执行量子线路。

例如，下面的示例问题取自于认证考试中的一部分，要求开发人员根据不同基数进行测量后，在给定量子状态下初始化的量子比特施加各种旋转，求出结果的概率。回答这个问题需要熟悉纯量子态、量子门和不同基数的测量。

IBM量子开发者认证将挖掘诸如此类的技能，以考察人员对构建量子计算应用程序的熟悉程度。该认证也将随IBM量子硬件和软件一同发展，获得认证的人员能够使用最先进的硬件和应用模块。

考试费用为200美元，但IBM Qiskit团队明白与认证考试相关的费用较为高昂，所以IBM将为前1000名首次参加测试的社区成员提供代金券。

对该认证感兴趣的读者可以填写表格[6]，随着认证机会越来越多，未来将会扩大代金券的供应范围。

备考相关

考试语言为英语，共有60道题目，考生可以通过Pearson VUE平台参加考试[7]。该测试主要考察考生是否能够使用Qiskit定义、执行和可视化量子线路，实现单量子比特和多量子比特门，并理解它们对于量子线路的影响，考生还需利用Qiskit的基本特性来编写量子程序。

在考试之前，考生应了解如何创建、执行和可视化量子线路的结果。考生应对如何建立量子态模型，以及如何使用复杂向量和矩阵来演化量子态有一定的了解。考生还应对泡利矩阵、量子态测量概率有一定了解，并熟悉产生贝尔态的常见电路。

感兴趣的读者可以通过IBM Quantum Composer[8]和IBM Quantum Lab[9]了解相关内容。

备考期间，IBM建议使用《使用Qiskit学习量子计算》教材[10]，重点关注第一章和第二章。复习阶段，IBM建议查看IBM Quantum Lab的教程，重点关注线路和模拟器部分。

最后，IBM希望考生能够深入研究线路、模拟器等课题。可以按如下的路径进行学习：

1. 学习量子寄存器，包括经典寄存器和量子寄存器的区别，如何构造单个和多个量子比特寄存器，以及如何将量子寄存器测量为经典寄存器；

2. 知道如何安装Qiskit：

https://qiskit.org/documentation/install.html；

3. 能够定义一个量子线路，表示量子比特的状态，并将线路可视化：

https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.circuit.Gate.html

能够执行单量子比特门和多量子比特门：

https://qiskit.org/textbook/ch-states/single-qubit-gates.html

使用屏障操作：

https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.circuit.library.Barrier.html

计算线路深度：

https://arnaldogunzi.medium.com/how-to-calculate-the-depth-of-a-quantum-circuit-in-qiskit-868505abc104

并扩展量子线路：

https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.extensions.Initialize.html

能够执行一个线路：

https://qiskit.org/documentation/apidoc/execute.html

并理解量子寄存器：

https://qiskit.org/textbook/ch-gates/multiple-qubits-entangled-states.html

和经典寄存器：

https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.circuit.QuantumRegister.html

以及测量：

https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.circuit.Measure.html；

4. 了解运算符：

https://qiskit.org/documentation/tutorials/operators/index.html

以及保真度：

https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.quantum_info.state_fidelity.html；

5. 能够使用模拟器：

https://qiskit.org/documentation/tutorials/simulators/1_aer_provider.html

来运行量子线路：

https://qiskit.org/documentation/apidoc/providers_basicaer.html

包括返回直方图、状态矢量和酉矩阵，哪些模拟器可用，以及如何访问每个模拟器的后端；

6. 了解开放式量子汇编语言OpenQASM，以及如何在Qiskit中使用它：

https://medium.com/qiskit/a-new-openqasm-for-a-new-era-of-dynamic-circuits-87f031cac49

包括为线路返回一个OpenQASM字符串并读取一个QASM文件：

https://github.com/Qiskit/openqasm；

7. 知道什么是后端：

https://quantum-computing.ibm.com/docs/manage/account/ibmq

以及如何使用它们：

https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.providers.ibmq.IBMQBackend.html

包括后端的总体概述和监控作业的状态：

https://medium.com/qiskit/qiskit-backends-what-they-are-and-how-to-work-with-them-fb66b3bd0463；

8. 最后，应该高度理解如何将线路的结果可视化。包括绘制线路、绘制数据：

https://qiskit.org/documentation/tutorials/circuits/2_plotting_data_in_qiskit.html、布洛赫矢量（Bloch vector）和多重向量（multivector）、绘制Qsphere、绘制密度矩阵，以及绘制带有误差率的门图。

需要学习的地方看起来很多，但考试的目的是为了确保获得认证的人对如何使用Qiskit对量子计算机进行编程有一个全面的了解。

感兴趣的读者，可以按照IBM给出的学习路径，参照上文和参考部分给出的链接，开始学习。

参考：

[1]https://www.ibm.com/blogs/research/2021/03/quantum-developer-certification/

[2]https://www.ibm.com/certify/exam?id=C1000-112

[3]https://medium.com/qiskit/heres-how-i-taught-a-quantum-computing-course-to-over-4-000-students-at-once-d2501843e9a6

[4]https://medium.com/qiskit/celebrating-2020-qiskits-best-year-yet-832ccc34d397

[5]https://www.globenewswire.com/news-release/2020/02/10/1982087/0/en/Quantum-Computing-Market-is-Poised-to-Surpass-64-988-3-Million-By-2030-P-S-Intelligence.html

[6]https://survey.alchemer.com/s3/6267499/Developer-Certification-Signup-Form

[7]https://www.pearsonvue.com.cn/

[8]https://quantum-computing.ibm.com/composer/files/new

[9]https://quantum-computing.ibm.com/lab

[10]https://qiskit.org/textbook/preface.html

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｜编  辑：王嘉雯      ｜审  校：丁 艳

Fulin Sun量子达人

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