Shaded lightcones (SLC)

Ang qiskit-addon-slc ay isang package para kalkulahin ang shaded lightcone (SLC) [1] ng isang observable kaugnay ng isang quantum circuit. Sa konteksto ng probabilistic error cancellation (PEC), katulad ng karaniwang binary lightcone ang mga shaded lightcone dahil ang hindi pag-mitigate sa mga error sa labas ng lightcone ay maaaring magpababa ng variance (ibig sabihin, sampling cost). Pinapahintulutan ng lightcone shading na mas itulak pa ang estratehiyang ito sa pamamagitan ng pagtatalaga ng mga scale sa mga Pauli error generator sa loob ng causal lightcone. Ang mga error na may mas maliit na scale ay may mas kaunting epekto sa observable; ang pag-truncate sa mga ito mula sa noise model ay maaaring magpababa ng variance (ibig sabihin, sampling cost) kapalit ng kaunting bias. Binibigyan ng package na qiskit-addon-slc ang mga user ng kakayahang mag-lightcone shading at kontrolin ang tradeoff sa pagitan ng sampling cost at bias.
Pagsisimula
May simpleng gabay para matulungan kang magsimula agad sa package na ito sa quickstart guide.
Mga halimbawa ng use case
Ginamit ang teknik na ito para pababain ang sampling cost ng probabilistic error cancellation (PEC) para sa mga operator Loschmidt echo experiment na may 56 qubit sa isang IBM Heron processor. [2].
Teknikal na talakayan
Pangkalahatang-ideya ng method
Kinakalkula at ginagamit ang mga shaded lightcone sa 5 hakbang:
-
Kalkulahin ang bound sa epekto ng bawat Pauli error term sa observable sa dulo ng circuit (forward bound)
-
Kalkulahin ang bound sa epekto ng bawat Pauli error term sa initial state sa simula ng circuit (backward bound)

- Tantyahin ang kontribusyon sa bias ng bawat Pauli error term gamit ang mga forward/backward bound at ang error rate ng term

- Unahin ang mga error term batay sa error rate at mga bound ng mga ito. I-truncate mula sa noise model ang mga term na may pinakamaliit na epekto sa expectation value ng observable hanggang maabot ang bias tolerance na itinakda ng user. Bilang alternatibo, maaaring idagdag ang mga pinakamabigat na error term sa isang noise model hanggang mapuno ang sampling cost budget na itinakda ng user.
- I-mitigate ang na-truncate na noise model. Gamit ang directed execution model mula sa Qiskit Runtime, madali ang pagtukoy ng mga error term na babalewalain sa PEC sampling. Tingnan ang tutorial para sa mga detalye.

Mga feature ng software
-
Parallel na asynchronous na pagkalkula ng bound
-
Pinapayagan ang ahead-of-time na pagkalkula ng bound (ibig sabihin, bago ang aktwal na noise learning)
Mga kilalang isyu
-
Hindi suportado ang Windows
-
Hindi suportado ang InjectNoise(site=”before”)
-
Hindi sinusuportahan ang fine-grained na pagsasama ng bound
Mga plano sa hinaharap
- Rust-accelerated na pagkalkula ng eigenvalue para sa pagkalkula ng mga forward bound
Pag-ambag
Available ang source code sa GitHub.
Ang developer guide ay matatagpuan sa CONTRIBUTING.md sa root ng repository ng proyektong ito. Sa pakikilahok, inaasahang susundin mo ang code of conduct ng Qiskit.
Gumagamit kami ng mga GitHub issue para subaybayan ang mga request at bug.
Pagbanggit sa package na ito
Kung ginagamit mo ang package na ito sa iyong pananaliksik, gamitin ang file na CITATION.bib sa repository ng proyektong ito para banggitin ang naaangkop na reference.
Lisensya
Patakaran sa Deprecation
Sumusunod kami sa semantic versioning. Paminsan-minsan, maaari kaming gumawa ng mga breaking change para mapabuti ang karanasan ng user. Kung posible, papanatilihin namin ang mga lumang interface at mamarkahan ang mga ito bilang deprecated, hangga't maaari silang mamuhay kasama ng mga bago. Ang bawat malaking pagpapabuti, breaking change, o deprecation ay idodokumento sa release notes.
Pag-ambag
Available ang source code sa GitHub.
Ang developer guide ay matatagpuan sa CONTRIBUTING.md. Sa pakikilahok, inaasahang susundin mo ang code of conduct ng Qiskit.
Gumagamit kami ng mga GitHub issue para subaybayan ang mga request at bug.
Mga Sanggunian
-
Andrew Eddins, et al., Lightcone shading for classically accelerated quantum error mitigation, arXiv:2409.04401v1 [quant-ph].
-
Samantha V. Barron, et al., Observable Estimation in the Absence of Classical Verification, arXiv:2607.25998 [quant-ph].
