Dressed box

Mekanisme hingar fizikal yang berlaku semasa pelaksanaan litar kuantum bersifat kontekstual. Apabila operasi dikenakan serentak pada set qubit yang tidak bertindih, profil hingar bagi keseluruhan operasi mungkin berbeza daripada profil hingar bagi bahagian-bahagian komponennya jika dikenakan secara berasingan. Begitu juga, bagi operasi yang secara ideal berkomut pada qubit yang sama, profil hingar yang dikaitkan dengan operasi individu mungkin tidak berkomut dan boleh jadi berbeza sama sekali jika susunan operasi diubah. Oleh itu, protokol untuk menyekat, memitigasi dan membetulkan hingar perlu mengetahui konteks di mana hingar itu timbul.

Samplomatic menggunakan arahan box untuk menaakul tentang koleksi operasi litar yang harus dianggap mempunyai konteks hingar yang stabil, dan menggunakan anotasi pada box supaya pengguna dapat mengisytiharkan dan mengkonfigurasi hasrat tersebut. Setiap box ialah skop yang memiliki satu set qubit, operasi yang bertindak pada qubit tersebut, dan senarai anotasi. Anotasi Samplomatic menentukan directive dan dressing. Directive menentukan apa yang perlu dilakukan terhadap box, contohnya, melakukan twirl pada box. Dressing ialah kumpulan gate berparameter yang ditambah pada sebelah kiri atau kanan box, contohnya, satu lapisan gate qubit tunggal. Gate dalam dressing menggabungkan gate daripada box dan operasi yang diperlukan untuk melaksanakan directive, seperti yang berikut:

• Gate dalam box yang serasi dengan dan berada pada sebelah yang sama dengan gate berparameter.

• Gate twirling yang disampel daripada satu set untuk merawakkan box.

• Gate suntikan hingar yang disampel daripada peta Pauli Lindblad.

• Gate pengubahan basis yang ditentukan pengguna.

Perhatikan bahawa directive boleh mengubah dressing box lain.

Contoh

Andaikan kita mahu melakukan twirl pada litar berikut, dengan menambah gate Pauli rawak sebelum dan selepas gate belitan selari yang tidak mengubah kandungan logik litar, tetapi mengubah model hingar yang berkesan.

Litar untuk Pauli twirl.

Ini dicapai dengan menstratifikasi litar kepada box dan menambah anotasi twirl.

Litar dengan directive Pauli twirling. Simbol @ digunakan untuk menentukan directive, dressing secara lalai berada di sebelah kiri.

Setiap dressed box mengandungi satu lapisan gate qubit tunggal dan satu lapisan gate belitan dua qubit pada pasangan qubit yang tidak bertindih. Lapisan gate belitan dikelilingi oleh lapisan gate Pauli rawak sedemikian rupa sehingga tindakan logik box tidak berubah. Lapisan Pauli rawak ini bersifat maya sama seperti gate Z maya. Ia tidak menambah operasi pada litar, sebaliknya bertindak sebagai directive untuk mengubah cara gate qubit tunggal bersebelahan dilaksanakan.

Litar dengan dressing dan gate daripada directive. Dressing ialah kotak bergaris putus-putus. Lapisan Pauli yang disambungkan dengan anak panah saling membatalkan. Lapisan Pauli terakhir akan dikenakan sebagai pembalikan bit pada hasil pengukuran.

Lapisan Pauli rawak di antara gate belitan dan gate qubit tunggal digubah ke dalam lapisan gate qubit tunggal dan dilaksanakan dalam dressingnya. Lapisan Pauli rawak yang satu lagi akan digubah ke dalam dressing dressed box seterusnya.

Ringkasnya, directive twirl kiri (atau kanan) melaksanakan Pauli rawak dalam dressing box ini dan mengenakan Pauli yang membatalkannya dalam dressing box seterusnya (atau sebelumnya). Directive suntikan hingar dan pengubahan basis adalah serupa.

Perawakan litar dengan gate maya

Samplomatic menggunakan rangka kerja gate maya untuk menaakul tentang litar dengan dressed box. Secara konsep, dan seperti yang dilaksanakan dalam instans Samplex yang dihasilkan oleh proses build(), gate maya dijana pada sempadan box yang bertentangan dengan dressingnya. Gate maya ini digerakkan melalui litar dengan cara yang ditetapkan dan perlu digubah ke dalam dressing. Jika semua gate maya dapat digubah ke dalam dressing, perawakan litar boleh dibina secara prosedur.

Litar dengan directive twirl, pengubahan basis dan suntikan hingar.

Gate pada sebelah dressing yang serasi dengan parametrisasi templat dressing boleh digubah ke dalamnya, sekali gus mengurangkan bilangan gate fizikal. Ini dipanggil gate mudah. Bahagian box yang selebihnya dipanggil sukar dan dilaksanakan seadanya.

Contoh litar dengan gate maya yang tergantung. Gate maya di sebelah bertentangan dressing tidak mempunyai tempat untuk dilaksanakan.

Contoh litar di mana semua gate maya digubah ke dalam dressing. Pengukuran mempunyai gate Pauli yang digubah dengan mengambil kira pembalikan bit yang diaruhkannya.

Contoh kompleks di mana semua gate maya dikumpulkan. Gate maya yang dijana oleh satu box boleh digubah ke dalam dressing yang berbeza.

Ini membolehkan binaan di mana dressed box tidak perlu mempunyai lebar yang sama.