Maklumat QPU

IBM® menawarkan akses kepada pelbagai unit pemprosesan kuantum (QPU). Semua QPU yang digunakan oleh IBM adalah berasaskan teknologi Qubit superkonduktor, kerana kawalan dan kebolehskalaan teknologi ini membuka laluan yang jelas untuk mencapai kelebihan kuantum dengan QPU tersebut.

Terokai semua QPU awam IBM dengan melayari halaman Compute resources di IBM Quantum® Platform. Klik mana-mana QPU untuk membuka kad maklumat terperincinya.

Halaman ini menerangkan maklumat terperinci yang akan anda temui pada kad maklumat QPU.

Penomboran versi QPU

Setiap QPU mempunyai nombor versi dalam format X.Y.Z (utama.kecil.semakan). Litar yang dikompil untuk nombor versi tertentu dijamin akan berjalan pada QPU tersebut. Jika nombor semakan berubah, litar akan terus berjalan. Jika nombor utama atau kecil berubah, litar tidak dijamin akan berjalan, walaupun mungkin boleh. Syarat-syarat di mana nombor versi mungkin berubah disenaraikan di bawah:

Versi utama

Versi utama akan ditambah untuk perubahan seperti:

• Perubahan sampel.
• Perubahan besar pada elektronik kawalan.
• Memindahkan QPU ke lokasi baharu, jika perubahan tingkah laku yang ketara berlaku.

Versi kecil

Versi kecil akan ditambah untuk perubahan seperti:

• Kitaran pemanasan / penyejukan.
• Menggantikan sebahagian elektronik, jika penggantian mempengaruhi operasi dengan ketara.
• Menukar arah Gate NOT berkawal.
• Menangguhkan Gate untuk tempoh masa tertentu disebabkan isu penentukuran, dan pembetulan tidak dapat dilakukan dengan mudah dalam perisian.

Versi semakan

Nombor versi semakan akan ditambah untuk pembetulan yang tidak memecahkan litar yang dikompil sedia ada. Perubahan ini termasuk:

• Penentukuran manual untuk meningkatkan kesetiaan.
• Perubahan kecil pada elektronik yang tidak menjejaskan operasi.
• Kemas kini perisian QPU.

Butiran QPU

Bahagian pertama kad maklumat QPU menyediakan butiran QPU berikut:

Nama | Qubit | Ralat 2Q (terbaik) | Ralat 2Q (berlapis) | CLOPS (atau CLOPS_h) | Status | Rantau | Versi QPU | Jenis pemproses | Gate asas | Jumlah kerja tertangguh | Median ralat 2Q | Median ralat SX | Median ralat bacaan | Median T1 (masa relaksasi) | Median T2 (masa defasaan)

Nama

Nama unik yang diberikan kepada QPU tertentu. QPU yang dihoskan di IBM Cloud® mempunyai nama yang bermula dengan ibm_*. Semua QPU diberi nama bandar, contohnya, ibm_kingston. Nama ini tidak menunjukkan di mana QPU sebenarnya dihoskan. Ia dinamakan sempena lokasi IBM® di seluruh dunia.

Qubit

Bilangan Qubit fizikal dalam sesebuah QPU.

Ralat 2Q (terbaik)

Ralat dua-Qubit (2Q) terendah pada mana-mana tepi peranti dari kelompok pengukuran yang sama yang digunakan untuk mengira median (lihat Median ralat 2Q).

Ralat 2Q (berlapis)

Ralat purata setiap Gate berlapis (EPLG) dalam rantai 100 Qubit. EPLG purata mengukur ralat Gate purata dalam rantai berlapis $N$ Qubit ($N$=100 di sini). Ia diterbitkan daripada kuantiti serupa yang dikenali sebagai kesetiaan lapisan (LF) di mana EPLG$_{100}$ = 4/5(1-LF$^{\frac{1}{99}}$) dan kesetiaan lapisan ialah kesetiaan proses rantai berlapis $N$ Qubit. Untuk butiran, lihat kertas Benchmarking quantum processor performance at scale. Perhatikan bahawa dalam kertas tersebut EPLG ditakrifkan untuk ralat proses, tetapi untuk konsistensi dengan ralat Gate yang dilaporkan secara individu di sini, ia dinyatakan untuk ralat Gate purata, oleh itu faktor 4/5. Temui contoh notebook dalam Qiskit Community GitHub.

CLOPS (atau CLOPS_h)

Operasi lapisan Circuit sesaat, adalah ukuran berapa banyak lapisan Circuit 100x100 (Circuit sedar perkakasan) yang boleh dilaksanakan oleh QPU (unit pemprosesan kuantum) setiap unit masa. Temui kod CLOPS dalam Qiskit Community GitHub.

Status

Status QPU; contohnya, Online, Paused, Offline, dan sebagainya.

Rantau

Lokasi pusat data di mana data dan eksperimen anda akan dihoskan dan diproses.

Versi QPU

Nombor versi QPU dalam format utama.kecil.semakan. Lihat Penomboran versi QPU untuk butiran tentang cara nombor ini ditetapkan.

Jenis pemproses

Mencerminkan topologi dan menunjukkan anggaran bilangan Qubit.

Gate asas

Setiap keluarga pemproses mempunyai set Gate natif. Secara lalai, QPU dalam setiap keluarga hanya menyokong menjalankan Gate dan operasi dalam set Gate natif. Oleh itu, setiap Gate dalam Circuit mesti diterjemahkan (oleh Transpiler) kepada elemen set ini. Perhatikan bahawa operasi bukan unitari tidak disenaraikan di sini; gunakan kaedah dalam Qiskit untuk melihat semua Gate dan operasi natif bagi sesebuah QPU. Lihat senarai semua Gate natif dalam jadual ini.

Jumlah kerja tertangguh

Jumlah bilangan kerja yang telah anda hantar ke QPU ini.

Median ralat 2Q (Heron: CZ, Eagle: ECR)

Kesetiaan Gate purata operasi dua-Qubit daripada penanda aras rawak. Diukur dalam "pengasingan": kelompok dengan pemisahan minimum dua Qubit antara tepi. Penanda aras rawak ini menggunakan lapisan berselang-seli Clifford satu-Qubit dan Gate dua-Qubit, oleh itu nilai ralat 2Q akhir termasuk ralat lapisan Clifford satu-Qubit. Temui contoh notebook dalam Qiskit Community GitHub. Temui data setiap tepi dalam bahagian data penentukuran kad maklumat QPU.

Median ralat SX

Kesetiaan Gate purata Gate √X (SX) daripada penanda aras rawak, diukur serentak pada semua Qubit. Jujukan penanda aras rawak termasuk Gate SX, ID, dan X, dan ralat mereka dianggap sama.

Median ralat bacaan

Kesetiaan operasi bacaan. Ralat bacaan diukur dengan menyediakan Qubit dalam keadaan 0 (1) dan mengukur kebarangkalian output dalam keadaan 1 (0). Nilai yang dilaporkan adalah purata dua ralat ini. Median diambil atas semua Qubit.

Median T1 (masa relaksasi)

Masa T1 mewakili tempoh purata Qubit kekal dalam keadaan terujanya $|1\rangle$ sebelum mereput ke keadaan dasarnya $|0\rangle$ akibat relaksasi tenaga. Parameter ini digunakan untuk mencirikan tingkah laku relaksasi tenaga Qubit, dan dinyatakan dalam unit saat (s).

Median T2 (masa defasaan)

Masa T2 menandakan skala masa di mana Qubit mengekalkan koheren fasa superposisi antara keadaan $|0\rangle$ dan $|1\rangle$. Ia mengambil kira relaksasi tenaga dan proses defasaan tulen, memberikan gambaran tentang sifat koheren Qubit. T2 dilaporkan daripada jujukan Hahn echo.

Data penentukuran

Apakah maksud `error = 1`?

Jika penanda aras Qubit atau tepi tidak berjaya dalam tempoh beberapa hari, sama ada disebabkan kualiti data yang rendah atau faktor dalaman lain, nilai ralat yang dilaporkan dianggap lapuk dan akan dilaporkan sebagai 1. Ini bukan petanda bahawa Qubit atau tepi semestinya tidak berfungsi atau bahawa ralatnya adalah 1; sebaliknya, ralat dianggap tidak tertakrif dan anda harus berhati-hati apabila mengendalikan Qubit atau Gate tersebut.

Bahagian kedua, Data penentukuran, menyediakan data Qubit, konektiviti, dan Gate. Anda boleh memilih untuk memvisualisasikan maklumat sebagai peta, graf, atau jadual.

Anda boleh menyesuaikan data yang ditunjukkan dalam setiap paparan, menggunakan menu lungsur. Contohnya, dalam paparan peta, anda boleh memilih data yang ingin dilihat untuk Qubit dan sambungan. Bar berwarna yang berkaitan dengan diagram atau graf menunjukkan julat yang dipaparkan, dengan nilai purata ditanda. Warna maksimum dan minimum berubah bergantung pada QPU.

Untuk memuat turun data penentukuran sebagai fail CSV, klik ikon muat turun di penjuru kanan atas bahagian Data penentukuran.

Selain maklumat yang disediakan dalam bahagian Butiran kad, bahagian Data penentukuran juga termasuk yang berikut:

Diagram topologi atau peta gandeng | Ralat tugasan bacaan | Kebarangkalian ukur0 sedia1 | Kebarangkalian ukur1 sedia0 | Panjang bacaan (ns) | Ralat ID / ralat √x (sx) / ralat Pauli-X / ralat RX | Panjang Gate satu-Qubit (ns)| Ralat putaran paksi-Z (RZ) | Beroperasi | Panjang Gate (ns) | Ralat 2Q | Ralat RZZ

Diagram topologi atau peta gandeng

Diagram yang menunjukkan pasangan Qubit yang menyokong operasi Gate dua-Qubit antara mereka. Ini juga dipanggil peta gandeng atau konektiviti. Qubit diwakili sebagai bulatan dan operasi Gate dua-Qubit yang disokong dipaparkan sebagai garis yang menghubungkan Qubit.

Ralat tugasan bacaan

Ralat bacaan mengukur kebarangkalian purata mengukur keadaan Qubit dengan silap. Ia biasanya dikira sebagai min prob_meas0_prep1 dan prob_meas1_prep0, memberikan satu metrik untuk kesetiaan pengukuran.

Kebarangkalian ukur0 sedia1

Parameter ini menunjukkan kebarangkalian mengukur Qubit dalam keadaan $|0\rangle$ apabila ia dimaksudkan untuk disediakan dalam keadaan $|1\rangle$, dinyatakan sebagai $P(0|1)$. Ia mencerminkan ralat dalam persediaan keadaan dan pengukuran (SPAM), terutamanya ralat pengukuran dalam Qubit superkonduktor.

Kebarangkalian ukur1 sedia0

Begitu juga, parameter ini mewakili kebarangkalian mengukur Qubit dalam keadaan $|1\rangle$ apabila ia dimaksudkan untuk disediakan dalam keadaan $|0\rangle$, dinyatakan sebagai $P(1|0)$. Seperti prob_meas0_prep1, ia mencerminkan ralat SPAM, dengan ralat pengukuran menjadi penyumbang utama dalam Qubit superkonduktor.

Panjang bacaan (ns)

readout_length menentukan tempoh operasi bacaan bagi sesebuah Qubit. Ia mengukur masa dari permulaan denyutan pengukuran hingga selesainya pendigitan isyarat, selepas itu sistem bersedia untuk operasi seterusnya. Memahami parameter ini penting untuk mengoptimumkan pelaksanaan Circuit, terutamanya apabila menggabungkan pengukuran pertengahan Circuit.

Ralat ID / ralat √x (sx) / ralat Pauli-X / ralat RX

Ralat dalam Gate satu-Qubit diskret berdurasi terhad, diukur daripada penanda aras rawak. Jujukan penanda aras rawak termasuk Gate SX, ID, dan X, dan ralat mereka dianggap sama. Gate ID adalah lengah dengan tempoh yang sama dengan tempoh Gate √X dan X. Gate RX juga mempunyai tempoh yang sama dengan Gate √X dan X dengan amplitud berubah, oleh itu dilaporkan sebagai mempunyai ralat yang sama dengan Gate-gate tersebut.

Panjang Gate satu-Qubit (ns)

Tempoh operasi Gate satu-Qubit.

Ralat putaran paksi-Z (RZ)

Ralat dalam Gate RZ maya. Dilaporkan sebagai 0 kerana ia dilakukan dalam perisian.

Beroperasi

Menunjukkan sama ada Qubit boleh digunakan dalam Circuit.

Panjang Gate (ns)

Tempoh operasi Gate dua-Qubit.

Ralat 2Q (Heron: CZ, Eagle: ECR)

Ralat 2Q setiap tepi daripada kelompok pengukuran yang sama yang digunakan untuk mengira ralat median 2Q dan 2Q terbaik.

Ralat RZZ (Heron)

Ralat dalam Gate RZZ dirata-ratakan atas sudut RZZ menggunakan varian penanda aras rawak untuk unitari arbitrari.

Ralat Gate dua-Qubit (berlapis)

Bahagian ketiga menyediakan paparan terperinci ralat Gate dua-Qubit (berlapis) terendah yang diukur sebagai fungsi bilangan Qubit dalam rantai. Nilai terakhir, pada panjang rantai 100, adalah nilai yang ditunjukkan dalam bahagian Butiran. Dalam amalan, enam rantai 100-Qubit (dipilih terlebih dahulu berdasarkan prestasi optimum yang dijangkakan) diukur, dan nilai yang dilaporkan untuk bilangan Qubit N adalah ralat terendah yang ditemui dalam rantai subset panjang N yang dicari dalam enam rantai 100-Qubit.

Lihat sumber anda

Untuk mencari QPU yang tersedia, buka halaman Compute resources (pastikan anda telah log masuk). Perhatikan bahawa rantau yang dipilih mungkin mempengaruhi senarai QPU. Klik QPU untuk melihat butirannya.

Anda juga boleh melihat QPU yang tersedia menggunakan API backends. Contohnya, kod berikut akan mengembalikan semua backend yang boleh diakses oleh instans yang ditentukan (my_instance):

   QiskitRuntimeService(instance="my_instance_CRN")
   service.backends()

Jadual Gate dan operasi natif

Kategori operasi	Nama
Gate satu-Qubit	RZ, SX, X, ID, delay
Gate dua-Qubit	CZ, ECR
Gate pecahan	RX (satu-Qubit), RZZ (dua-Qubit)
Arahan bukan unitari	measure, reset
Aliran kawalan	if_else (suap balik klasik)