Az erőforrásbecslő eredményadatainak ismertetése

2024-08-06

Megtudhatja, hogyan értelmezheti és lekérheti az erőforrásbecslő kimeneti paramétereit és diagramjait. Ez a cikk bemutatja, hogyan érheti el programozott módon az erőforrásbecslő eredményeit a Jupyter Notebookokban. Ha a Visual Studio Code-ban futtatja az erőforrásbecslőt a parancskatalógusból, az alábbi parancsok nem érvényesek.

Előfeltételek

Python-környezet, amelyen telepítve van a Python és a Pip .
A Visual Studio Code legújabb verziója, vagy nyissa meg a VS Code-ot a weben.
VS Code az Azure Quantum Development Kit, Python és Jupyter bővítményekkel.

A legújabb Azure Quantum qsharp és qsharp-widgets csomagok.

python -m pip install --upgrade qsharp qsharp-widgets

Kimeneti paraméterek

Az Erőforrásbecslő kimeneti adatai a konzolon kinyomtatott és programozott módon elérhető jelentések. Az alábbi kódrészlet például bemutatja, hogyan férhet hozzá az erőforrás-becslési paraméterekhez.

result['jobParams']

A következő kimeneti adatok alkotják azokat a lehetséges bejegyzéseket, amelyek programozott módon érhetők el.

Legfelső szintű kimeneti paraméter	Adattípus	Leírás
`status`	húr	A feladat állapota mindig `Succeeded`.
`jobParams`	szótár	A target bemenetként átadott feladat paraméterei.
`physicalCounts`	szótár	A fizikai erőforrás becslései. További információ: Fizikai számok.
`physicalCountsFormatted`	szótár	A jelentésadatokban való megjelenítésre formázott fizikai erőforrás-becslések. További információkért lásd a formázott fizikai számokat.
`logicalQubit`	szótár	A logikai qubit tulajdonságai. További információ: Logikai qubit.
`tfactory`	szótár	A T-gyár tulajdonságai.
`logicalCounts`	szótár	Az elrendezés előtti logikai erőforrásbecslések. További információ: Logikai számok.
`reportData`	szótár	Erőforrás-becslési jelentés generálási adatai.

Fizikai számok

A physicalCounts szótár a következő bejegyzéseket tartalmazza:

Kimeneti paraméter	Adattípus	Leírás
`physicalQubits`	szám	A fizikai qubitek teljes száma.
`runtime`	szám	Az algoritmus nanoszekundumokban való végrehajtásához használt teljes futtatókörnyezet.
`rqops`	szám	A megbízható kvantumműveletek másodpercenkénti száma (QOPS).
`breakdown`	szótár	A becslések lebontása. További információ: Fizikai számok lebontása.

Fizikai számok lebontása

A breakdown szótár a physicalCounts következő bejegyzéseket tartalmazza:

Kimeneti paraméter	Adattípus	Leírás
`algorithmicLogicalQubits`	szám	Az algoritmus futtatásához szükséges logikai qubitek nem tartalmazzák a T-gyárak erőforrásait.
`algorithmicLogicalDepth`	szám	Az algoritmus futtatásához szükséges logikai ciklusok nem tartalmazzák a T-gyárak erőforrásait.
`logicalDepth`	szám	A T-gyári végrehajtási idő gyorsabb, majd az algoritmusok végrehajtásakor kiszámított ciklusok lehetséges száma.
`numTstates`	szám	Az algoritmus által felhasznált T-állapotok száma.
`clockFrequency`	szám	A másodpercenkénti logikai ciklusok száma.
`numTfactories`	szám	A T-gyárak száma (egységes T-gyártervezést feltételezve).
`numTfactoryRuns`	szám	Az a szám, hogy az összes párhuzamos T-gyárnak milyen gyakran kell futnia.
`physicalQubitsForTfactories`	szám	Az összes T-gyár fizikai qubitjeinek száma.
`physicalQubitsForAlgorithm`	szám	Az algoritmuselrendezés fizikai qubitjeinek száma.
`requiredLogicalQubitErrorRate`	szám	A szükséges logikai hibaarány.
`requiredLogicalTstateErrorRate`	szám	A szükséges logikai T-állapot hibaaránya.
`numTsPerRotation`	szám	A T kapuk száma forgatásonként.
`cliffordErrorRate`	szám	A Clifford hibaaránya a qubitparaméterek alapján.

Formázott fizikai számok

A physicalCountsFormatted szótár a következő bejegyzéseket tartalmazza:

Kimeneti paraméter	Adattípus	Leírás
`runtime`	húr	Teljes futtatókörnyezet emberi felhasználóbarát sztringként.
`rqops`	húr	A megbízható kvantumműveletek másodpercenkénti száma (QOPS) metrika-utótaggal formázva.
`physicalQubits`	húr	Metrika utótaggal rendelkező fizikai qubitek teljes száma.
`algorithmicLogicalQubits`	húr	Algoritmikus logikai qubitek metrika-utótaggal.
`algorithmicLogicalDepth`	húr	Algoritmikus logikai mélység metrika utótaggal.
`logicalDepth`	húr	Lehetséges, hogy a metrika utótaggal módosított algoritmikus logikai mélység.
`numTstates`	húr	A metrika utótaggal rendelkező T-állapotok száma.
`numTfactories`	húr	A metrika utótaggal rendelkező T-gyári példányok száma.
`numTfactoryRuns`	húr	A T-gyár metrika-utótaggal futtatott futtatásainak száma.
`physicalQubitsForAlgorithm`	húr	A metrika utótaggal rendelkező algoritmusok fizikai qubitjeinek száma.
`physicalQubitsForTfactories`	húr	A metrika utótaggal rendelkező T-gyárak fizikai qubitjeinek száma.
`physicalQubitsForTfactoriesPercentage`	húr	Az összes T-gyár fizikai qubitjeinek száma százalékban az összeghez.
`requiredLogicalQubitErrorRate`	húr	Csonkolt a szükséges logikai qubit-hibaarány.
`requiredLogicalTstateErrorRate`	húr	Csonkolt kötelező T-állapot hibaaránya.
`physicalQubitsPerLogicalQubit`	húr	A metrika utótaggal rendelkező logikai qubitenkénti fizikai qubitek száma.
`logicalCycleTime`	húr	A logikai qubitek logikai ciklusideje emberbarát sztringként.
`clockFrequency`	húr	A másodpercenkénti logikai ciklusok száma emberbarát sztringként.
`logicalErrorRate`	húr	Csonkolt logikai hibaarány.
`tfactoryPhysicalQubits`	húr	A T-gyárban lévő fizikai qubitek száma metrika utótaggal (vagy üzenet, hogy nincs T-előállító).
`tfactoryRuntime`	húr	Egy T-gyár futtatókörnyezete emberi felhasználóbarát sztringként (vagy üzenet, hogy nincs T-gyár).
`numInputTstates`	húr	A bemeneti T-állapotok száma (vagy az üzenet, amely szerint nincs T-gyár).
`numUnitsPerRound`	húr	A desztillációnkénti egységek száma, sztringben elválasztva vesszővel (vagy üzenet, hogy nincs T-gyár).
`unitNamePerRound`	húr	Az egyes lepárlási kerekítések egységneve, egy sztringben elválasztott vessző (vagy üzenet, amely szerint nincs T-gyár).
`codeDistancePerRound`	húr	A kód távolsága lepárlásonként kerekítve, vesszővel elválasztva egy sztringben (vagy üzenet, hogy nincs T-gyár).
`physicalQubitsPerRound`	húr	A lepárlási körenkénti fizikai qubitek száma, egy sztringben elválasztott vessző (vagy üzenet, amely szerint nincs T-előállító).
`tfactoryRuntimePerRound`	húr	Az egyes lepárlási körök futásideje vesszővel elválasztott emberi felhasználóbarát sztringekként jelenik meg (vagy azt jelzi, hogy nincs T-gyár).
`tstateLogicalErrorRate`	húr	Csonkolt logikai T-állapot hibaaránya (vagy üzenet, hogy nincs T-gyár).
`logicalCountsNumQubits`	húr	Qubitek száma (előelrendezés) metrika utótaggal.
`logicalCountsTCount`	húr	T kapuk száma (előelrendezés) metrika utótaggal.
`logicalCountsRotationCount`	húr	Forgatókapuk száma (előelrendezés) metrika utótaggal.
`logicalCountsRotationDepth`	húr	Forgatási mélység (előelrendezés) metrika utótaggal.
`logicalCountsCczCount`	húr	CCZ-kapuk száma (előelrendezés) metrika utótaggal.
`logicalCountsCcixCount`	húr	CCiX-kapuk száma (előelrendezés) metrika utótaggal.
`logicalCountsMeasurementCount`	húr	Egy qubites mérések száma (előelrendezés) metrika utótaggal.
`errorBudget`	húr	Csonkolt teljes hibakeret.
`errorBudgetLogical`	húr	Logikai hiba csonkolt hibakerete.
`errorBudgetTstates`	húr	Hibás T-állapotlepárlás csonkolt hibakerete.
`errorBudgetRotations`	húr	Hibás forgásszintézis csonkolt hibaköltségvetése.
`numTsPerRotation`	húr	A Ts forgásonkénti formázott száma (lehet, hogy Nincs).

Logikai qubit

A logicalQubit szótár a következő bejegyzéseket tartalmazza:

Kimeneti paraméter	Adattípus	Leírás
`codeDistance`	szám	A logikai qubit számított kódtávolsága.
`physicalQubits`	szám	Az egyes logikai qubitekhez tartozó fizikai qubitek száma.
`logicalCycleTime`	szám	Egy logikai művelet végrehajtásának ideje.
`logicalErrorRate`	szám	A logikai qubit logikai hibaaránya.

Logikai számok

A logicalCounts szótár a következő bejegyzéseket tartalmazza:

Kimeneti paraméter	Adattípus	Leírás
`numQubits`	szám	A qubitek előzetes elrendezési száma.
`tCount`	szám	A T kapuk előelrendezésének száma.
`rotationCount`	szám	A forgatókapuk előelrendezésének száma.
`rotationDepth`	szám	Elrendezés előtti forgatási mélység.
`cczCount`	szám	A CCZ-kapuk előzetes elrendezési száma.
`ccixCount`	szám	A CCiX-kapuk előelrendezési száma.
`measurementCount`	szám	Az egy qubites mérések előzetes elrendezési száma.

Tipp.

Ha előre kiszámított logikai számkészletet szeretne használni egy erőforrás-becslési feladathoz, a LogicalCounts Python-művelettel átadhatja az ismert becsléseket az erőforrás-becslésnek. További információ: Ismert becslések használata az erőforrásbecslővel.

Térdiagram

A teljes fizikai erőforrás-becslés az algoritmushoz és a T-gyári másolatokhoz használt fizikai qubitek teljes számát tartalmazza. A térdiagram segítségével megvizsgálhatja a kettő közötti eloszlást.

A térdiagram az algoritmushoz és a T-gyárakhoz használt fizikai qubitek arányát mutatja. Vegye figyelembe, hogy a T-gyár példányainak száma hozzájárul a T-gyárak fizikai qubitjeinek számához.

A Jupyter Notebookban a csomag widgetével érheti el a SpaceChart térdiagramot qsharp-widgets .

import qsharp

from qsharp_widgets import SpaceChart
SpaceChart(result)

A teljes fizikai qubitek algoritmus-qubitek és T-gyári qubitek közötti eloszlását ábrázoló kördiagram. Van egy táblázat, amely a T-gyár példányainak számát és a fizikai qubitek T-gyáronkénti számát tartalmazza.

Ha több paraméterkonfigurációt target futtat a Pareto-határbecsléssel, ábrázolhatja a térdiagramot egy adott megoldáshoz. Az alábbi kód például bemutatja, hogyan ábrázolható a térdiagram a paraméterek első konfigurációjához és a harmadik legrövidebb futtatókörnyezethez.

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

Téridő diagram

A kvantum-számítástechnikában különbség van a fizikai qubitek száma és az algoritmus futtatókörnyezete között. Az algoritmus futásidejének csökkentése érdekében fontolja meg a lehető legtöbb fizikai qubit lefoglalását. A fizikai qubitek számát azonban a kvantumhardverben elérhető fizikai qubitek száma korlátozza. Az erőforrás-becslés egyik legfontosabb aspektusa a futtatókörnyezet és a rendszerméret közötti kompromisszum megértése.

Egy algoritmus erőforrásainak becslésekor a téridő diagram használatával megjelenítheti a fizikai qubitek száma és az algoritmus futtatókörnyezete közötti kompromisszumokat.

Feljegyzés

Ha több optimális kombinációt szeretne látni a téridő diagramban, a becslés típusát Pareto határbecslésre kell állítania. Ha a Visual Studio Code-ban futtatja az Erőforrás-becslést a Q#: Erőforrásbecslések kiszámítása lehetőséggel, a Pareto-határbecslés alapértelmezés szerint engedélyezve van.

A téridő diagram segítségével megtalálhatja a kvantumhardver korlátainak megfelelő {számú qubit, futtatókörnyezet} pár optimális kombinációját. Az ábrán a fizikai qubitek száma és az algoritmus futásideje látható minden {qubit, runtime} pár esetében.

A Téridő diagram Jupyter Notebookban való futtatásához használhatja a EstimatesOverview csomag widgetét qsharp-widgets .

import qsharp

from qsharp_widgets import EstimatesOverview

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

Képernyőkép az erőforrásbecslő qubit-idő diagramjáról.

Tipp.

A becslés részleteinek megtekintéséhez vigye az egérmutatót a diagram minden pontja fölé.

A téridő diagram különösen akkor hasznos, ha ugyanazon algoritmus több paraméterkonfigurációját target hasonlítja össze.

Képernyőkép a téridő diagramról és az eredménytábláról, amikor több paraméterkonfigurációt futtat az erőforrás-becslésben.

Feljegyzés

Ha probléma merül fel az erőforrásbecslő használata során, tekintse meg a hibaelhárítási lapot, vagy lépjen kapcsolatba a problémával AzureQuantumInfo@microsoft.com.