Sdílet prostřednictvím

Vysvětlení výsledných dat nástroje pro odhad prostředků

  • Článek

Zjistěte, jak interpretovat a načítat výstupní parametry a diagramy nástroje Pro odhad prostředků. Tento článek vysvětluje, jak programově získat přístup k výsledkům Nástroje pro odhad prostředků v poznámkových blocích Jupyter. Pokud nástroj pro odhad prostředků spustíte v editoru Visual Studio Code z palety příkazů, následující příkazy se nevztahují.

Požadavky

Výstupní parametry

Výstupní data estimátoru prostředků jsou sestava, která se vytiskne v konzole a dá se k němu přistupovat prostřednictvím kódu programu. Například následující fragment kódu ukazuje, jak získat přístup k parametrům odhadu prostředků.

result['jobParams']

Následující výstupní data představují možné položky, ke kterým lze přistupovat prostřednictvím kódu programu.

Výstupní parametr nejvyšší úrovně Datový typ Popis
status string Stav úlohy je vždy Succeeded.
jobParams slovník Parametry target úlohy, které jsou předány jako vstup.
physicalCounts slovník Odhady fyzických prostředků. Další informace naleznete v tématu Fyzické počty.
physicalCountsFormatted slovník Fyzický prostředek odhaduje formát zobrazení v datech sestavy. Další informace naleznete v tématu Fyzické počty formátované.
logicalQubit slovník Vlastnosti logického qubitu. Další informace najdete v tématu Logický qubit.
tfactory slovník Vlastnosti objektu pro vytváření T
logicalCounts slovník Odhady logických prostředků před rozložením Další informace najdete v tématu Logické počty.
reportData slovník Generování dat pro sestavu odhadu zdrojů

Fyzické počty

Slovník physicalCounts obsahuje následující položky:

Výstupní parametr Datový typ Popis
physicalQubits Číslo Celkový počet fyzických qubitů.
runtime Číslo Celkový modul runtime pro spuštění algoritmu v nanosekundách.
rqops Číslo Počet spolehlivých kvantových operací za sekundu (QOPS).
breakdown slovník Rozpis odhadů Další informace naleznete v části Rozpis fyzických počtů.

Rozpis fyzických počtů

Slovník breakdown physicalCounts obsahuje následující položky:

Výstupní parametr Datový typ Popis
algorithmicLogicalQubits Číslo Logické qubity potřebné ke spuštění algoritmu a nezahrnují prostředky pro továrny T.
algorithmicLogicalDepth Číslo Logické cykly vyžadované pro spuštění algoritmu a nezahrnují prostředky pro továrny T.
logicalDepth Číslo Pravděpodobně upravený počet cyklů, které se počítají vždy, když je doba provádění T továrny rychlejší, pak algoritmus provádění.
numTstates Číslo Počet stavů T spotřebovaných algoritmem
clockFrequency Číslo Počet logických cyklů za sekundu
numTfactories Číslo Počet továren T (za předpokladu jednotného návrhu výroby T).
numTfactoryRuns Číslo Počet, jak často by měly běžet všechny paralelní továrny T.
physicalQubitsForTfactories Číslo Počet fyzických qubitů pro všechny T továrny.
physicalQubitsForAlgorithm Číslo Počet fyzických qubitů pro rozložení algoritmu.
requiredLogicalQubitErrorRate Číslo Požadovaná logická míra chyb.
requiredLogicalTstateErrorRate Číslo Požadovaná chybovost logického T stavu.
numTsPerRotation Číslo Počet bran T na otočení.
cliffordErrorRate Číslo Chybovost Cliffordu založená na parametrech qubitu.

Fyzické počty formátované

Slovník physicalCountsFormatted obsahuje následující položky:

Výstupní parametr Datový typ Popis
runtime string Total runtime as human friendly string.
rqops string Počet spolehlivých kvantových operací za sekundu (QOPS) formátovaný s příponou metriky
physicalQubits string Celkový počet fyzických qubitů s příponou metriky
algorithmicLogicalQubits string Algoritmické logické qubity s příponou metriky
algorithmicLogicalDepth string Algoritmická logická hloubka s příponou metriky
logicalDepth string Možná upravená algoritmická logická hloubka s příponou metriky.
numTstates string Počet stavů T s příponou metriky
numTfactories string Počet kopií T factory s příponou metriky
numTfactoryRuns string Počet spuštění objektu pro vytváření T s příponou metriky
physicalQubitsForAlgorithm string Počet fyzických qubitů pro algoritmus s příponou metriky
physicalQubitsForTfactories string Počet fyzických qubitů pro továrny T s příponou metriky
physicalQubitsForTfactoriesPercentage string Počet fyzických qubitů pro všechny továrny T v procentech do celkového počtu.
requiredLogicalQubitErrorRate string Zkrátila se požadovaná logická míra chyb qubitu.
requiredLogicalTstateErrorRate string Zkrácená požadovaná míra chyb stavu T.
physicalQubitsPerLogicalQubit string Počet fyzických qubitů na logický qubit s příponou metriky
logicalCycleTime string Logický cyklus logického qubitu jako řetězec, který je pro člověka přívětivý.
clockFrequency string Početlogických
logicalErrorRate string Zkrácená logická míra chyb.
tfactoryPhysicalQubits string Počet fyzických qubitů v továrně T s příponou metriky (nebo zprávou, že neexistuje žádná továrna T).
tfactoryRuntime string Modul runtime jednoho objektu pro vytváření T jako řetězec přátelský pro člověka (nebo zpráva, že neexistuje žádná továrna T).
numInputTstates string Počet vstupníchstavůch
numUnitsPerRound string Počet jednotek na destilační kolo, čárka oddělená v řetězci (nebo zpráva, že neexistuje žádná továrna T).
unitNamePerRound string Názvy jednotek každé destilační kruhy oddělené čárkami v řetězci (nebo zpráva, že neexistuje žádná továrna T).
codeDistancePerRound string Vzdálenosti kódu na destilační kolo, čárka oddělená v řetězci (nebo zpráva, že neexistuje žádná továrna T).
physicalQubitsPerRound string Počet fyzických qubitů na destilační kolo, čárka oddělená v řetězci (nebo zpráva, že neexistuje žádná továrna T).
tfactoryRuntimePerRound string Doba běhu každé destilační kola, zobrazená jako čárkami oddělené lidské přátelské řetězce (nebo zpráva, že neexistuje žádná továrna T).
tstateLogicalErrorRate string Zkrácená chybovost logického T stavu (nebo zpráva, že neexistuje žádná továrna T).
logicalCountsNumQubits string Počet qubitů (před rozložením) s příponou metriky
logicalCountsTCount string Počet bran T (před rozložením) s příponou metriky
logicalCountsRotationCount string Počet otočných bran (před rozložením) s příponou metriky
logicalCountsRotationDepth string Hloubka otočení (před rozložením) s příponou metriky
logicalCountsCczCount string Počet bran CCZ (před rozložením) s příponou metriky
logicalCountsCcixCount string Počet bran CCiX (před rozložením) s příponou metriky
logicalCountsMeasurementCount string Počet měření s jedním qubitem (před rozložením) s příponou metriky
errorBudget string Zkrácený celkový rozpočet chyb
errorBudgetLogical string Zkrácený rozpočet chyb pro logickou chybu
errorBudgetTstates string Zkrácený rozpočet chyb pro vadnou destilační hodnotu T.
errorBudgetRotations string Zkrácený rozpočet chyb pro syntézu vadných rotací
numTsPerRotation string Formátovaný počet T na otočení (může být Žádný).

Logický qubit

Slovník logicalQubit obsahuje následující položky:

Výstupní parametr Datový typ Popis
codeDistance Číslo Vypočítaná vzdálenost kódu pro logický qubit.
physicalQubits Číslo Početfyzických
logicalCycleTime Číslo Čas spuštění jedné logické operace.
logicalErrorRate Číslo Logická míra chyb logického qubitu.

Logické počty

Slovník logicalCounts obsahuje následující položky:

Výstupní parametr Datový typ Popis
numQubits Číslo Počet qubitů před rozložením
tCount Číslo Počet bran T před rozložením.
rotationCount Číslo Počet otočných bran před rozložením
rotationDepth Číslo Hloubka otočení před rozložením
cczCount Číslo Počet bran CCZ před rozložením.
ccixCount Číslo Počet bran CCiX před rozložením
measurementCount Číslo Počet měření jedno qubitu před rozložením.

Tip

Pokud chcete pro úlohu odhadu prostředků použít předem počítanou sadu logických počtů, můžete pomocí LogicalCounts operace Pythonu předat známé odhady do nástroje pro odhad prostředků. Další informace naleznete v tématu Použití známých odhadů s nástrojem pro odhad prostředků.

Prostorový diagram

Celkový odhad fyzického prostředku se skládá z celkového počtu fyzických qubitů používaných pro kopie algoritmu i T factory. Rozdělení mezi těmito dvěma můžete zkontrolovat pomocí mezerního diagramu.

Prostorový diagram znázorňuje podíl fyzických qubitů používaných pro algoritmus a továrny T. Všimněte si, že počet kopií T factory přispívá k počtu fyzických qubitů pro továrny T.

V Aplikaci Jupyter Notebook máte přístup k diagramu prostoru pomocí SpaceChart widgetu qsharp-widgets z balíčku.

import qsharp

from qsharp_widgets import SpaceChart
SpaceChart(result)

Výsečový diagram znázorňující rozdělení celkových fyzických qubitů mezi qubity algoritmů a qubity t factory Existuje tabulka s rozpisem počtu kopií T factory a počtu fyzických qubitů na továrnu T.

Při spouštění více konfigurací target parametrů s odhadem paretovské hranice můžete vykreslit diagram prostoru pro konkrétní řešení. Následující kód například ukazuje, jak vykreslit diagram prostoru pro první konfiguraci parametrů a třetí nejkratší modul runtime.

SpaceChart(result[0], 2) # First (estimate index=0) run and third (point index=2) shortest runtime

Diagram prostorového času

V kvantových výpočtech existuje kompromis mezi počtem fyzických qubitů a modulem runtime algoritmu. Můžete zvážit přidělení co největšího počtu fyzických qubitů, abyste snížili dobu běhu algoritmu. Počet fyzických qubitů je však omezený počtem fyzických qubitů dostupných v kvantovém hardwaru. Pochopení kompromisu mezi modulem runtime a škálováním systému je jedním z důležitějších aspektů odhadu prostředků.

Při odhadu prostředků algoritmu můžete pomocí diagramu prostorového času vizualizovat kompromisy mezi počtem fyzických qubitů a modulem runtime algoritmu.

Poznámka:

Pokud chcete v diagramu prostorového času zobrazit několik optimálních kombinací, musíte nastavit typ odhadu na Paretův odhad hranice. Pokud spustíte nástroj pro odhad prostředků v editoru Visual Studio Code pomocí Q#možnosti : Calculate Resource Estimates (Vypočítat odhady prostředků), je ve výchozím nastavení povolený odhad paretovské hranice.

Diagram prostorového času umožňuje najít optimální kombinaci {number of qubits, runtime} párů, které splňují omezení kvantového hardwaru. Diagram znázorňuje počet fyzických qubitů a modul runtime algoritmu pro každou dvojici {number of qubits, runtime}.

Pokud chcete v poznámkovém bloku Jupyter Notebook spustit diagram prostorového času, můžete použít EstimatesOverview widget z qsharp-widgets balíčku.

import qsharp

from qsharp_widgets import EstimatesOverview

EstimatesOverview(result, colors=["#1f77b4", "#ff7f0e"], runNames=["e4 Surface Code", "e6 Floquet Code"])

Snímek obrazovky znázorňující diagram qubit-time v estimátoru prostředků

Tip

Pokud chcete zobrazit podrobnosti odhadu, můžete najet myší na každý bod v diagramu.

Diagram prostorového času je speciálně užitečný při porovnávání více konfigurací target parametrů pro stejný algoritmus.

Snímek obrazovky znázorňující diagram prostoru a tabulku výsledků při spouštění více konfigurací parametru v Nástroji pro odhad prostředků

Poznámka:

Pokud při práci s nástrojem pro odhad prostředků narazíte na nějaký problém, podívejte se na stránku Řešení potíží nebo se obraťte AzureQuantumInfo@microsoft.comna kontakt .

Další kroky