Informasi QPU

IBM® menyediakan akses ke berbagai macam unit pemrosesan kuantum (QPU). Semua QPU yang digunakan IBM berbasis teknologi qubit superkonduktor, karena kontrol dan skalabilitas teknologi ini memberikan jalur yang jelas menuju keunggulan kuantum dengan QPU-QPU ini.

Jelajahi semua QPU IBM publik dengan membuka halaman Compute resources di IBM Quantum® Platform. Klik QPU mana saja untuk membuka kartu informasi detailnya.

Halaman ini menjelaskan informasi detail yang akan kamu temukan di kartu informasi QPU.

Versi QPU

Setiap QPU memiliki nomor versi dalam format X.Y.Z (major.minor.revision). Circuit yang dikompilasi untuk nomor versi tertentu dijamin bisa berjalan di QPU tersebut. Jika nomor revision berubah, circuit akan tetap bisa berjalan. Jika nomor major atau minor berubah, circuit tidak dijamin bisa berjalan, meskipun mungkin saja bisa. Kondisi-kondisi yang dapat menyebabkan nomor versi berubah terdaftar di bawah ini:

Versi major

Versi major akan bertambah untuk perubahan seperti:

• Perubahan sampel.
• Perubahan besar pada elektronik kontrol.
• Memindahkan QPU ke lokasi baru, jika menghasilkan perubahan perilaku yang signifikan.

Versi minor

Versi minor akan bertambah untuk perubahan seperti:

• Siklus pemanasan / pendinginan.
• Mengganti sebagian elektronik, jika penggantian tersebut secara nyata mempengaruhi operasi.
• Mengubah arah Gate controlled-NOT.
• Menghapus Gate untuk jangka waktu tertentu karena masalah kalibrasi, dan koreksi tidak dapat dengan mudah dilakukan dalam perangkat lunak.

Versi revision

Nomor versi revision akan bertambah untuk perbaikan yang tidak merusak circuit yang sudah dikompilasi. Perubahan ini meliputi:

• Kalibrasi manual untuk meningkatkan fidelitas.
• Perubahan kecil pada elektronik yang tidak mempengaruhi operasi.
• Pembaruan perangkat lunak QPU.

Detail QPU

Bagian pertama kartu informasi QPU menyediakan detail QPU berikut:

Nama | Qubit | Error 2Q (terbaik) | Error 2Q (berlapis) | CLOPS (atau CLOPS_h) | Status | Wilayah | Versi QPU | Jenis prosesor | Gate basis | Total pekerjaan tertunda | Median error 2Q | Median error SX | Median error readout | Median T1 (waktu relaksasi) | Median T2 (waktu dephasing)

Nama

Nama unik yang diberikan pada QPU tertentu. QPU yang dihosting di IBM Cloud® memiliki nama yang dimulai dengan ibm_*. Semua QPU diberi nama kota, misalnya ibm_kingston. Nama ini tidak menunjukkan lokasi QPU yang sebenarnya. Mereka dinamai berdasarkan lokasi IBM® di seluruh dunia.

Qubit

Jumlah qubit fisik dalam sebuah QPU.

Error 2Q (terbaik)

Error dua-qubit (2Q) terendah pada edge mana pun dari perangkat dalam batch pengukuran yang sama yang digunakan untuk menghitung median (lihat Median error 2Q).

Error 2Q (berlapis)

Rata-rata error per Gate berlapis (EPLG) dalam rantai 100 qubit. Rata-rata EPLG mengukur rata-rata error Gate dalam rantai berlapis $N$ qubit ($N$=100 di sini). Ini diturunkan dari kuantitas serupa yang dikenal sebagai layer fidelity (LF) di mana EPLG$_{100}$ = 4/5(1-LF$^{\frac{1}{99}}$) dan layer fidelity adalah process fidelity dari rantai berlapis $N$ qubit. Untuk detail, lihat makalah Benchmarking quantum processor performance at scale. Perlu dicatat bahwa dalam makalah tersebut EPLG didefinisikan untuk process error, tetapi untuk konsistensi dengan error Gate yang dilaporkan secara individual di sini, dikutip untuk rata-rata error Gate, sehingga ada faktor 4/5. Temukan contoh notebook di Qiskit Community GitHub.

CLOPS (atau CLOPS_h)

Circuit layer operations per second, adalah ukuran berapa banyak lapisan Circuit 100x100 (Circuit yang sadar hardware) yang bisa dieksekusi oleh QPU (unit pemrosesan kuantum) per satuan waktu. Temukan kode CLOPS di Qiskit Community GitHub.

Status

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

Wilayah

Lokasi pusat data tempat data dan eksperimen kamu akan dihosting dan diproses.

Versi QPU

Nomor versi QPU dalam format major.minor.revision. Lihat Versi QPU untuk detail tentang cara nomor ini ditetapkan.

Jenis prosesor

Mencerminkan topologi dan menunjukkan perkiraan jumlah qubit.

Gate basis

Setiap keluarga prosesor memiliki set Gate native. Secara default, QPU dalam setiap keluarga hanya mendukung Gate dan operasi dalam set Gate native. Dengan demikian, setiap Gate dalam Circuit harus diterjemahkan (oleh Transpiler) ke elemen-elemen set ini. Perlu dicatat bahwa operasi non-unitary tidak terdaftar di sini; gunakan metode di Qiskit untuk melihat semua Gate dan operasi native untuk QPU. Lihat daftar semua Gate native di tabel ini.

Total pekerjaan tertunda

Total jumlah pekerjaan yang telah kamu kirimkan ke QPU ini.

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

Rata-rata fidelitas Gate dari operasi dua-qubit dari randomized benchmarking. Diukur secara "terisolasi": batch dengan pemisahan minimum dua qubit antar edge. Randomized benchmarking ini menggunakan lapisan bergantian dari Clifford satu-qubit dan Gate dua-qubit, sehingga nilai error 2Q akhir mencakup error lapisan Clifford satu-qubit. Temukan contoh notebook di Qiskit Community GitHub. Temukan data per-edge di bagian data kalibrasi kartu informasi QPU.

Median error SX

Rata-rata fidelitas Gate dari Gate √X (SX) dari randomized benchmarking, diukur secara bersamaan pada semua qubit. Urutan randomized benchmarking mencakup Gate SX, ID, dan X, dan diasumsikan errornya sama.

Median error readout

Fidelitas operasi readout. Error readout diukur dengan mempersiapkan qubit dalam keadaan 0 (1) dan mengukur probabilitas output dalam keadaan 1 (0). Nilai yang dilaporkan adalah rata-rata dari dua error ini. Median diambil dari semua qubit.

Median T1 (waktu relaksasi)

Waktu T1 mewakili rata-rata durasi qubit tetap berada dalam keadaan tereksitasinya $|1\rangle$ sebelum meluruh ke keadaan dasarnya $|0\rangle$ karena relaksasi energi. Parameter ini digunakan untuk mengkarakterisasi perilaku relaksasi energi qubit, dan dinyatakan dalam satuan detik (s).

Median T2 (waktu dephasing)

Waktu T2 menunjukkan skala waktu di mana qubit mempertahankan koherensi fase dari superposisi antara keadaan $|0\rangle$ dan $|1\rangle$. Ini memperhitungkan relaksasi energi dan proses pure dephasing, memberikan wawasan tentang properti koherensi qubit. T2 dilaporkan dari urutan Hahn echo.

Data kalibrasi

Apa arti `error = 1`?

Jika benchmarking qubit atau edge tidak berhasil selama beberapa hari, baik karena kualitas data yang buruk atau faktor internal lainnya, nilai error yang dilaporkan dianggap kedaluwarsa dan akan dilaporkan sebagai 1. Ini bukan indikasi bahwa qubit atau edge tersebut tidak berfungsi atau bahwa errornya adalah 1; sebaliknya, error tersebut dianggap tidak terdefinisi dan kamu harus berhati-hati saat mengoperasikan qubit atau Gate tersebut.

Bagian kedua, Data kalibrasi, menyediakan data qubit, konektivitas, dan Gate. Kamu bisa memilih untuk memvisualisasikan informasi tersebut sebagai peta, grafik, atau tabel.

Kamu bisa mengkustomisasi data yang ditampilkan di setiap tampilan, menggunakan menu dropdown. Misalnya, dalam tampilan peta, kamu bisa memilih data yang ingin dilihat untuk qubit dan koneksi. Bilah berwarna yang terkait dengan diagram atau grafik menunjukkan rentang yang ditampilkan, dengan nilai rata-rata yang ditandai. Warna maksimum dan minimum berubah tergantung pada QPU.

Untuk mengunduh data kalibrasi sebagai file CSV, klik ikon unduh di sudut kanan atas bagian Data kalibrasi.

Selain informasi yang disediakan di bagian Detail kartu, bagian Data kalibrasi juga mencakup hal-hal berikut:

Diagram topologi atau coupling map | Error penugasan readout | Prob meas0 prep1 | Prob meas1 prep0 | Panjang readout (ns) | Error ID / error √x (sx) / error Pauli-X / error RX | Panjang Gate satu-qubit (ns)| Error rotasi sumbu-Z (RZ) | Operasional | Panjang Gate (ns) | Error 2Q | Error RZZ

Diagram topologi atau coupling map

Diagram yang menunjukkan pasangan qubit yang mendukung operasi Gate dua-qubit di antara mereka. Ini juga disebut coupling map atau konektivitas. Qubit direpresentasikan sebagai lingkaran dan operasi Gate dua-qubit yang didukung ditampilkan sebagai garis yang menghubungkan qubit.

Error penugasan readout

Error readout mengkuantifikasi probabilitas rata-rata mengukur keadaan qubit secara salah. Ini umumnya dihitung sebagai rata-rata prob_meas0_prep1 dan prob_meas1_prep0, memberikan satu metrik untuk fidelitas pengukuran.

Prob meas0 prep1

Parameter ini menunjukkan probabilitas mengukur qubit dalam keadaan $|0\rangle$ ketika dimaksudkan untuk dipersiapkan dalam keadaan $|1\rangle$, dilambangkan sebagai $P(0|1)$. Ini mencerminkan error dalam persiapan keadaan dan pengukuran (SPAM), khususnya error pengukuran dalam qubit superkonduktor.

Prob meas1 prep0

Demikian pula, parameter ini mewakili probabilitas mengukur qubit dalam keadaan $|1\rangle$ ketika dimaksudkan untuk dipersiapkan dalam keadaan $|0\rangle$, dilambangkan sebagai $P(1|0)$. Seperti prob_meas0_prep1, ini mencerminkan error SPAM, dengan error pengukuran sebagai kontributor utama dalam qubit superkonduktor.

Panjang readout (ns)

Readout_length menentukan durasi operasi readout untuk sebuah qubit. Ini mengukur waktu dari awal pulsa pengukuran hingga selesainya digitisasi sinyal, setelah itu sistem siap untuk operasi berikutnya. Memahami parameter ini penting untuk mengoptimalkan eksekusi Circuit, terutama saat menggabungkan pengukuran mid-circuit.

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

Error dalam Gate satu-qubit diskret berdurasi terbatas, diukur dari randomized benchmarking. Urutan randomized benchmarking mencakup Gate SX, ID, dan X, dan diasumsikan errornya sama. Gate ID adalah penundaan dengan durasi yang sama dengan durasi Gate √X dan X. Gate RX juga memiliki durasi yang sama dengan Gate √X dan X dengan amplitudo variabel, sehingga dilaporkan memiliki error yang sama dengan Gate-gate ini.

Panjang Gate satu-qubit (ns)

Durasi operasi Gate satu-qubit.

Error rotasi sumbu-Z (RZ)

Error dalam Gate RZ virtual. Dilaporkan sebagai 0 semua karena dilakukan dalam perangkat lunak.

Operasional

Menunjukkan apakah qubit dapat digunakan dalam Circuit.

Panjang Gate (ns)

Durasi operasi Gate dua-qubit.

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

Error 2Q per edge dari batch pengukuran yang sama yang digunakan untuk menghitung error median 2Q dan 2Q terbaik.

Error RZZ (Heron)

Error dalam Gate RZZ yang dirata-ratakan pada sudut RZZ menggunakan varian randomized benchmarking untuk unitary arbitrer.

Error Gate dua-qubit (berlapis)

Bagian ketiga menyediakan tampilan yang diperluas dari error Gate dua-qubit (berlapis) terendah yang diukur sebagai fungsi dari jumlah qubit dalam rantai. Nilai terakhir, pada panjang rantai 100, adalah nilai yang disajikan di bagian Detail. Dalam praktiknya, enam rantai 100-qubit (dipilih sebelumnya berdasarkan performa optimal yang diharapkan) diukur, dan nilai yang dilaporkan untuk jumlah qubit N adalah error terendah yang ditemukan dalam subset rantai panjang N yang mencari di antara enam rantai 100-qubit.

Lihat sumber daya kamu

Untuk menemukan QPU yang tersedia, buka halaman Compute resources (pastikan kamu sudah masuk). Perlu dicatat bahwa wilayah yang kamu pilih mungkin mempengaruhi QPU yang terdaftar. Klik QPU untuk melihat detailnya.

Kamu juga bisa melihat QPU yang tersedia menggunakan API backends. Misalnya, kode berikut akan mengembalikan semua Backend yang dapat diakses oleh instance yang ditentukan (my_instance):

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

Tabel Gate dan operasi native

Kategori operasi	Nama
Gate satu-qubit	RZ, SX, X, ID, delay
Gate dua-qubit	CZ, ECR
Gate fraksional	RX (satu-qubit), RZZ (dua-qubit)
Instruksi non-unitary	measure, reset
Control flow	if_else (classical feedforward)