Impormasyon tungkol sa QPU

Nag-aalok ang IBM® ng access sa iba't ibang uri ng quantum processing units (QPUs). Lahat ng QPU na ini-deploy ng IBM ay nakabatay sa superconducting qubit technology, dahil ang kontrol at scalability ng teknolohiyang ito ay nagbubukas ng malinaw na landas patungo sa pagkamit ng quantum advantage gamit ang mga QPU na ito.

I-explore ang lahat ng pampublikong IBM QPU sa pamamagitan ng pagpunta sa pahina ng Compute resources sa IBM Quantum® Platform. I-click ang anumang QPU para buksan ang detalyadong information card nito.

Inilalarawan ng pahinang ito ang detalyadong impormasyon na mahahanap mo sa QPU information card.

QPU versioning

Bawat QPU ay may version number sa anyo ng X.Y.Z (major.minor.revision). Ang isang Circuit na na-compile para sa isang partikular na version number ay garantisadong tatakbo sa QPU na iyon. Kung magbago ang revision number, magpapatuloy na tatakbo ang Circuit. Kung magbago ang major o minor number, hindi garantisadong tatakbo ang Circuit, bagaman posible pa rin. Nakalista sa ibaba ang mga kondisyon kung kailan maaaring magbago ang version number:

Major version

Mag-i-increment ang major version para sa mga pagbabago tulad ng:

• Mga pagbabago sa sample.
• Malalaking pagbabago sa control electronics.
• Paglipat ng QPU sa bagong lokasyon, kung may malalaking pagbabago sa gawi ang resulta.

Minor version

Mag-i-increment ang minor version para sa mga pagbabago tulad ng:

• Mga ikot ng warmup / cool-down.
• Pagpapalit ng ilang electronics, kung malaki ang epekto ng kapalit sa operasyon.
• Pagbabago ng direksyon ng controlled-NOT gate.
• Pag-alis ng isang Gate sa loob ng ilang panahon dahil sa mga isyu sa kalibrasyon, at hindi madaling gawin ang mga koreksyon sa software.

Revision version

Mag-i-increment ang revision version number para sa mga pag-aayos na hindi nagpapasira sa umiiral na compiled Circuit. Kasama sa mga pagbabagong ito ang:

• Mga mano-manong kalibrasyon para mapabuti ang mga fidelity.
• Maliliit na pagbabago sa electronics na hindi nakakaapekto sa operasyon.
• Mga software update ng QPU.

Mga detalye ng QPU

Ang unang seksyon ng QPU information card ay nagbibigay ng mga sumusunod na detalye ng QPU:

Pangalan | Qubits | 2Q error (pinakamababa) | 2Q error (layered) | CLOPS (o CLOPS_h) | Status | Rehiyon | QPU version | Uri ng processor | Basis gates | Kabuuang nakabinbing jobs | Median na 2Q error | Median na SX error | Median na readout error | Median T1 (relaxation time) | Median T2 (dephasing time)

Pangalan

Ang natatanging pangalan na itinalaga sa isang partikular na QPU. Ang mga QPU na naka-host sa IBM Cloud® ay may mga pangalang nagsisimula sa ibm_*. Lahat ng QPU ay pinangalanan ayon sa isang lungsod, hal., ibm_kingston. Hindi ipinapakita ng pangalang ito kung saan talaga naka-host ang QPU. Pinangalanan ang mga ito ayon sa mga lokasyon ng IBM® sa buong mundo.

Qubits

Ang bilang ng mga pisikal na qubit sa isang QPU.

2Q error (pinakamababa)

Ang pinakamababang two-qubit (2Q) error sa anumang edge ng device mula sa parehong batch ng mga pagsukat na ginamit para kalkulahin ang median (tingnan ang Median na 2Q error).

2Q error (layered)

Average error per layered gate (EPLG) sa isang chain ng 100 qubit. Sinusukat ng average EPLG ang average gate error sa isang layered chain ng $N$ qubit ($N$=100 dito). Ito ay nagmula sa isang katulad na dami na kilala bilang layer fidelity (LF) kung saan EPLG$_{100}$ = 4/5(1-LF$^{\frac{1}{99}}$) at ang layer fidelity ay ang process fidelity ng layered chain ng $N$ qubit. Para sa mga detalye, tingnan ang papel na Benchmarking quantum processor performance at scale. Tandaan na sa papel, ang EPLG ay tinukoy para sa process error, ngunit para sa pagkakatugma sa mga indibidwal na iniulat na gate error dito, ito ay sinipi para sa average gate error, kaya ang factor na 4/5. Makakahanap ng example notebook sa Qiskit Community GitHub.

CLOPS (o CLOPS_h)

Ang circuit layer operations per second ay isang sukatan ng kung gaano karaming layer ng isang 100x100 Circuit (hardware-aware circuit) ang maaaring i-execute ng isang QPU (quantum processing unit) bawat yunit ng oras. Hanapin ang CLOPS code sa Qiskit Community GitHub.

Status

Ang status ng QPU; halimbawa, Online, Paused, Offline, at iba pa.

Rehiyon

Lokasyon ng data center kung saan iho-host at ipoproseso ang iyong data at mga eksperimento.

QPU version

Ang version number ng isang QPU sa anyo ng major.minor.revision. Tingnan ang QPU versioning para sa mga detalye kung paano itinalaga ang numerong ito.

Uri ng processor

Sumasalamin sa topology at nagpapahiwatig ng tinatayang bilang ng qubit.

Basis gates

Bawat pamilya ng processor ay may native gate set. Bilang default, ang mga QPU sa bawat pamilya ay sumusuporta lamang sa pagpapatakbo ng mga gate at operasyon sa native gate set. Kaya naman, bawat Gate sa Circuit ay dapat isalin (ng transpiler) sa mga elemento ng set na ito. Tandaan na ang mga non-unitary na operasyon ay hindi nakalista dito; gamitin ang paraan sa Qiskit para makita ang lahat ng native gate at operasyon para sa isang QPU. Tingnan ang listahan ng lahat ng native gate sa talahanayan na ito.

Kabuuang nakabinbing jobs

Ang kabuuang bilang ng mga job na isinumite mo sa QPU na ito.

Median na 2Q error (Heron: CZ, Eagle: ECR)

Average gate fidelity ng two-qubit na operasyon mula sa randomized benchmarking. Sinusukat sa "isolation": mga batch na may minimum na pagitan ng dalawang qubit sa pagitan ng mga edge. Gumagamit ang randomized benchmarking na ito ng mga alternating layer ng single-qubit Cliffords at two-qubit gates, kaya kasama sa panghuling 2Q error value ang error ng layer ng single-qubit Cliffords. Makakahanap ng example notebook sa Qiskit Community GitHub. Hanapin ang per-edge na data sa seksyong calibration data ng QPU information card.

Median na SX error

Average gate fidelity ng √X (SX) gate mula sa randomized benchmarking, sinusukat nang sabay-sabay sa lahat ng qubit. Kasama sa randomized benchmarking sequence ang SX, ID, at X gates, at ipinapalagay na pareho ang kanilang mga error.

Median na readout error

Fidelity ng readout na operasyon. Sinusukat ang readout error sa pamamagitan ng paghahanda ng qubit sa estado 0 (1) at pagsukat sa posibilidad ng output sa estado 1 (0). Ang iniulat na halaga ay ang average ng dalawang error na ito. Ang median ay kinukuha sa lahat ng qubit.

Median T1 (relaxation time)

Ang T1 na oras ay kumakatawan sa average na tagal ng pananatili ng isang qubit sa excited state nito na $|1\rangle$ bago ito lumipat sa ground state nito na $|0\rangle$ dahil sa energy relaxation. Ginagamit ang parameter na ito para ilarawan ang gawi ng energy relaxation ng qubit, at ipinapahayag sa mga yunit ng segundo (s).

Median T2 (dephasing time)

Ang T2 na oras ay tumutukoy sa timescale kung saan pinapanatili ng isang qubit ang phase coherence ng isang superposition sa pagitan ng $|0\rangle$ at $|1\rangle$ na mga estado. Isinasaalang-alang nito ang parehong energy relaxation at mga proseso ng pure dephasing, na nagbibigay ng kaalaman tungkol sa mga katangian ng coherence ng qubit. Ang T2 ay iniuulat mula sa isang Hahn echo sequence.

Calibration data

Ano ang ibig sabihin ng `error = 1`?

Kung ang benchmarking ng isang qubit o edge ay hindi nagtagumpay sa loob ng ilang araw, maging dahil sa mahinang kalidad ng data o iba pang panloob na kadahilanan, ang iniulat na error value ay itinuturing na lipas na at iuulat bilang 1. Hindi ito nagpapahiwatig na ang qubit o edge ay tiyak na hindi gumagana o na ang error ay talagang 1; sa halip, ang error ay itinuturing na hindi natukoy at dapat kang mag-ingat kapag ginagamit ang qubit o gate na iyon.

Ang ikalawang seksyon, Calibration data, ay nagbibigay ng data ng qubit, connectivity, at gate. Maaari kang pumili na i-visualize ang impormasyon bilang mapa, graph, o talahanayan.

Maaari mong i-customize ang data na ipinapakita sa bawat view, gamit ang mga drop-down na menu. Halimbawa, sa map view, maaari kang pumili ng data na gusto mong makita para sa mga qubit at koneksyon. Ang mga colored bar na nauugnay sa diagram o graph ay nagpapahiwatig ng range na ipinapakita, na may minarkahang average na halaga. Ang color maximum at minimum ay nagbabago depende sa QPU.

Para mag-download ng calibration data bilang CSV file, i-click ang download icon sa kanang sulok sa itaas ng seksyong Calibration data.

Bukod sa impormasyong ibinibigay sa seksyong Details ng card, kasama rin sa seksyong Calibration data ang mga sumusunod:

Topology diagram o coupling map | Readout assignment error | Prob meas0 prep1 | Prob meas1 prep0 | Readout length (ns) | ID error / √x (sx) error / Pauli-X error / RX error | Single-qubit gate length (ns)| Z-axis rotation (RZ) error | Operational | Gate length (ns) | 2Q error | RZZ error

Topology diagram o coupling map

Isang diagram na nagpapakita ng mga pares ng qubit na sumusuporta sa two-qubit gate operations sa pagitan nila. Tinatawag din itong coupling map o connectivity. Ang mga qubit ay kinakatawan bilang mga bilog at ang mga sinusuportahang two-qubit gate operations ay ipinapakita bilang mga linya na nagkokonekta sa mga qubit.

Readout assignment error

Sinusukat ng readout error ang average na posibilidad ng maling pagsukat ng estado ng isang qubit. Karaniwan itong kinakalkula bilang mean ng prob_meas0_prep1 at prob_meas1_prep0, na nagbibigay ng isang sukatan para sa measurement fidelity.

Prob meas0 prep1

Ang parameter na ito ay nagpapakita ng posibilidad ng pagsukat ng isang qubit sa estado $|0\rangle$ nang nilalayon itong ihanda sa estado $|1\rangle$, na tinutukoy bilang $P(0|1)$. Sumasalamin ito sa mga error sa state preparation at measurement (SPAM), partikular na mga error sa pagsukat sa mga superconducting qubit.

Prob meas1 prep0

Katulad nito, ang parameter na ito ay kumakatawan sa posibilidad ng pagsukat ng isang qubit sa estado $|1\rangle$ nang nilalayon itong ihanda sa estado $|0\rangle$, na tinutukoy bilang $P(1|0)$. Tulad ng prob_meas0_prep1, sumasalamin ito sa mga SPAM error, na ang mga error sa pagsukat ang pangunahing kontribyutor sa mga superconducting qubit.

Readout length (ns)

Tinutukoy ng readout_length ang tagal ng readout na operasyon para sa isang qubit. Sinusukat nito ang oras mula sa pagsisimula ng measurement pulse hanggang sa pagkumpleto ng signal digitization, pagkatapos ay handa na ang sistema para sa susunod na operasyon. Mahalaga ang pag-unawa sa parameter na ito para ma-optimize ang pagpapatakbo ng Circuit, lalo na kapag isinasama ang mga mid-circuit measurements.

ID error / √x (sx) error / Pauli-X error / RX error

Error sa mga finite-duration discrete one-qubit gate, sinusukat mula sa randomized benchmarking. Kasama sa randomized benchmarking sequence ang SX, ID, at X gates, at ipinapalagay na pareho ang kanilang mga error. Ang ID gate ay isang delay na may tagal na katumbas ng tagal ng √X at X gates. Ang RX gate ay mayroon ding parehong tagal bilang √X at X gates na may variable na amplitude, kaya iniuulat itong may parehong error bilang mga gate na ito.

Single-qubit gate length (ns)

Tagal ng isang single-qubit gate na operasyon.

Z-axis rotation (RZ) error

Error sa virtual na RZ gate. Iniuulat bilang lahat ng 0 dahil isinasagawa ang mga ito sa software.

Operational

Nagpapahiwatig kung maaaring gamitin ang qubit sa mga Circuit.

Gate length (ns)

Tagal ng two-qubit gate na operasyon.

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

Ang 2Q error bawat edge mula sa parehong batch ng mga pagsukat na ginamit para kalkulahin ang mga error na 2Q median at 2Q pinakamababa.

RZZ error (Heron)

Error sa RZZ gate na pinag-average sa mga RZZ angle gamit ang isang variant ng randomized benchmarking para sa mga arbitrary unitary.

Two-qubit gate error (layered)

Ang ikatlong seksyon ay nagbibigay ng expanded view ng pinakamababang two-qubit gate error (layered) na sinusukat bilang function ng bilang ng mga qubit sa chain. Ang panghuling halaga, sa chain length na 100, ay ang halagang ipinakita sa seksyong Details. Sa pagsasagawa, anim na 100-qubit chain (pre-selected batay sa inaasahang pinakamainam na performance) ang sinusukat, at ang halagang iniulat para sa bilang ng qubit na N ay ang pinakamababang error na natagpuan sa isang subset length N chain na naghahanap sa anim na 100-qubit chain.

Tingnan ang iyong mga resources

Para mahanap ang iyong mga available na QPU, buksan ang pahina ng Compute resources (tiyaking naka-sign in ka). Tandaan na ang iyong napiling rehiyon ay maaaring makaapekto sa mga QPU na nakalista. I-click ang isang QPU para makita ang mga detalye nito.

Maaari ka ring tingnan ang iyong mga available na QPU gamit ang backends API. Halimbawa, ang sumusunod na code ay magbabalik ng lahat ng backend na maa-access ng tinukoy na instance (my_instance):

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

Talahanayan ng mga native gate at operasyon

Kategorya ng operasyon	Pangalan
Single-qubit gates	RZ, SX, X, ID, delay
Two-qubit gates	CZ, ECR
Fractional gates	RX (single-qubit), RZZ (two-qubit)
Mga non-unitary na instruksyon	measure, reset
Control flow	if_else (classical feedforward)