IonQ-szolgáltató

Tipp

Az első alkalommal használt felhasználók automatikusan ingyenes 500 DOLLÁR (USD) ingyenesAzure Quantum Credit-kreditet kapnak az egyes részt vevő kvantumhardver-szolgáltatókhoz való használatra. Ha felhasználta az összes kreditet, és többre van szüksége, az Azure Quantum Credits programra is jelentkezhet.

Az IonQ kvantumszámítógépei az Ytterbium ionok hiperfinom energiaállapotainak lézerekkel történő módosításával végeznek számításokat. Az atomok a természet qubitjei – minden qubit azonos a programokon belül és között. A logikai műveletek tetszőleges qubitpárokon is végrehajthatók, így a fizikai kapcsolat akadálytalanul lehetővé teszi az összetett kvantumprogramokat. Szeretne többet megtudni? Olvassa el az IonQ csapdába esett ion kvantumszámítógép-technológiájának áttekintését.

  • Kiadó: IonQ
  • Szolgáltató azonosítója: ionq

A következő célok érhetők el a szolgáltatótól:

Célnév Célazonosító Qubitek száma Description
Kvantumszimulátor ionq.simulator 29 qubit Az IonQ felhőalapú idealizált szimulátora. Ingyenes.
IonQ Harmony ionq.qpu 11 qubit Az IonQ csapdába esett ion kvantumszámítógépe.
IonQ Aria ionq.qpu.aria-1 23 qubit Az IonQ Aria csapdába esett ion kvantumszámítógépe.

Az IonQ céljai egy Nincs vezérlőfolyamat-profilnak felelnek meg. További információ erről a célprofilról és annak korlátairól: A célprofil-típusok ismertetése az Azure Quantumban.

Kvantumszimulátor

A GPU által gyorsított idealizált szimulátor akár 29 qubitet is támogat, és ugyanazt a kapukészletet használja, amit az IonQ biztosít a kvantumhardveren – ez nagyszerű hely a feladatok előzetes megtekintésére, mielőtt egy tényleges kvantumszámítógépen futtatja őket.

  • Feladat típusa: Simulation
  • Adatformátum: ionq.circuit.v1
  • Célazonosító: ionq.simulator
  • Célvégrehajtási profil: Nincs vezérlőfolyamat

IonQ Harmony kvantumszámítógép

Az IonQ Harmony egy csapdába esett ion kvantumszámítógép, és a szoftverben dinamikusan újrakonfigurálható akár 11 qubit használatára. Minden qubit teljesen csatlakoztatva van, ami azt jelenti, hogy bármelyik pár között futtathat két qubites kaput.

  • Feladat típusa: Quantum Program
  • Adatformátum: ionq.circuit.v1
  • Célazonosító: ionq.qpu
  • Célvégrehajtási profil: Nincs vezérlőfolyamat
Paraméter neve Típus Kötelező Leírás
shots int No Kísérleti felvételek száma. Alapértelmezés szerint 500.

Rendszeridőzítés

Measure Átlagos időtartam (μs)
T1 >10^7
T2 200,000
Egy qubites kapu 10
Két qubites kapu 210
Leolvasási 100
Visszaállítás regisztrálása 25
Koherencia időtartama / kapu időtartama 1667

Rendszerhűség

Művelet Átlagos hűség
Egy qubites kapu 99,35% (LEVÉLSZEMÉT javítva)
Két qubites kapu 96,02% (nem a LEVÉLSZEMÉT javítva)
SPAM* 99.3 - 99.8%
Geometriai középérték 98.34%

* Állapot előkészítése és mérése (SPAM): Ez a mérés határozza meg, hogy egy kvantumszámítógép milyen pontosan állíthat be egy qubitet a kezdeti állapotába, majd a végén mérje meg az eredményt.

IonQ Aria kvantumszámítógép

Az IonQ Aria az IonQ legújabb generációs csapdába esett ion kvantumszámítógépe. A 23 qubites dinamikusan újrakonfigurálható sytem használatával az IonQ Aria kizárólag az Azure Quantumon érhető el. További információ: IonQ Aria (ionq.com).

  • Feladat típusa: Quantum Program
  • Adatformátum: ionq.circuit.v1
  • Célazonosító: ionq.qpu.aria-1
  • Célvégrehajtási profil: Nincs vezérlőfolyamat
Paraméter neve Típus Kötelező Leírás
shots int No Kísérleti felvételek száma.

Rendszeridőzítés

Measure Átlagos időtartam
T1 10-100 s
T2 1 s
Egy qubites kapu 135 μs
Két qubites kapu 600 μs

Rendszerhűség

Művelet Átlagos hűség
Egy qubites kapu 99,95% (LEVÉLSZEMÉT kijavítva)
Két qubites kapu 99,6% (nem a LEVÉLSZEMÉT javítva)
SPAM* 99.61%

* Állapot előkészítése és mérése (SPAM): Ez a mérés határozza meg, hogy egy kvantumszámítógép milyen pontosan állíthat be egy qubitet a kezdeti állapotába, majd a végén mérje meg az eredményt.

Az IonQ Aria az Azure Quantum Credits-csomagon és egy külön számlázási csomagon keresztül érhető el. További információ: Az Azure Quantum díjszabása.

Natív kapuk támogatása és használata

Az IonQ alapértelmezés szerint lehetővé teszi egy kvantum-kapcsolatcsoport megadását a kvantumkapuk absztrakt készletével, amely rugalmasságot és hordozhatóságot tesz lehetővé algoritmusok írásakor anélkül, qishogy a hardver optimalizálása miatt kellene aggódnia.

Bizonyos fejlett használati esetekben azonban érdemes lehet közvetlenül a natív kapukon létrehozni egy áramkört, hogy közelebb legyen a hardverhez, és megkerülje az optimalizálást. A natív kapukészlet a kvantumprocesszorban fizikailag végrehajtott kvantumkapuk készlete, amelyek a végrehajtás részeként leképezik az áramkört azokhoz.

További információ: Első lépések a natív kapukkal (ionq.com).

Ha a Natív kapukészletet szeretné használni a Qiskit-feladatok Azure Quantumba való elküldésekor, a háttérrendszer inicializálásakor adja meg a gateset paramétert az alábbi példában látható módon:

# Here 'provider' is an instance of AzureQuantumProvider
backend = provider.get_backend("ionq.qpu", gateset="native")
Paraméter neve Típus Kötelező Description
gateset sztring No Meghatározza a kapcsolatcsoport meghatározásához használni kívánt kapukészletet. A érték qis az absztrakt kapuknak (alapértelmezett viselkedés) és native az IonQ hardver natív kapuinak felel meg.

További információ a Qiskit-feladatokról: Kapcsolatcsoport küldése a Qiskittel Azure Quantum-jegyzetfüzet használatával.

Bemeneti formátum

A Q#-ban a kvantummérés kimenete egy típusú Resultérték, amely csak a és Oneaz értékeket Zero tudja figyelembe venni. Q#-művelet definiálásakor csak akkor küldhető el az IonQ-hardvernek, ha a visszatérési Resulttípus s gyűjtemény, azaz ha a művelet kimenete kvantummérés eredménye. Ennek az az oka, hogy az IonQ hisztogramot hoz létre a visszaadott értékekből, ezért a hisztogram létrehozásának megkönnyítése érdekében a visszatérési típust s értékre Resultkorlátozza.

Az IonQ céljai a Nincs vezérlőfolyamat-profilnak felelnek meg. Ez a profil nem futtathat olyan kvantumműveleteket, amelyek megkövetelik a qubitmérések eredményeinek használatát a programfolyamat szabályozásához.

Megjegyzés

Jelenleg nem küldhet be olyan kvantumprogramokat, amelyek a Nem vezérlőfolyamat-célokban mért qubiteken hajtanak végre műveleteket, még akkor sem, ha nem használja az eredményeket a programfolyamat szabályozására. Ez azt jelzi, hogy a vezérlőfolyamat-célok nem engedélyezik a középső áramköri méréseket.

A következő kód például nem futtatható a Nincs vezérlőfolyamat-célon:

operation MeasureQubit(q : Qubit) : Result { 
   return M(q); 
}

operation SampleMeasuredQubit(q : Qubit) : Result {
    H(MeasureQubit(q));
    return M(MeasureQubit(q));
}

Kimeneti formátum

Amikor kvantumprogramot küld az IonQ-szimulátornak, az visszaadja a mérések által létrehozott hisztogramot. Az IonQ-szimulátor nem mintául veszi a kvantumprogram által létrehozott valószínűségi eloszlást, hanem a felvételszámra skálázott eloszlást adja vissza. Ez a legszembetűnőbb, ha egyetlen lövéses áramkört küld be. Egy lövés hisztogramjában több mérési eredmény is megjelenik. Ez a viselkedés az IonQ-szimulátor velejárója, míg az IonQ QPU ténylegesen futtatja a programot, és összesíti az eredményeket.

Díjszabás

Az IonQ számlázási csomag megtekintéséhez látogasson el az Azure Quantum díjszabására.

Kvóták korlátozása &

Az IonQ-kvóták nyomon követése a QPU használati egység alapján történik, amely qubit-gate-shot (QGS). Az erőforrás-használat jóváírásra kerül a fiókjában.

Minden kvantumprogram egy vagy több qubit $N$ kvantum logikai kapuiból áll, és bizonyos számú felvételhez lesz végrehajtva. A kapuképek számát a következő képlet számítja ki:

$$ QGS = N · C $$

ahol:

  • $N$ a beküldött egy- vagy két qubites kapuk száma
  • $C$ a kért végrehajtási felvételek száma

A kvóták a terv kiválasztásán alapulnak, és támogatási jegyekkel növelhetők. Az aktuális korlátok és kvóták megtekintéséhez lépjen a Kreditek és kvóták panelre, és válassza a munkaterület Kvóták lapját a Azure Portal. További információ: Azure Quantum-kvóták.

Megjegyzés

Ha Azure Quantum Credits-csomagot használ, és nem számlázási csomagot, a kvóták adatai leképezik a lefoglalt krediteket. Ebben az esetben a kvóta felsorolja a kapott kreditek teljes számát.

Az IonQ ajánlott eljárásai és kapcsolati grafikonja

Az IonQ QPU ajánlott eljárásait az IonQ ajánlott eljárásai (ionq.com) című témakörben tekintheti meg.