Quantinuum 공급자

처음 사용자는 참여하는 각 양자 하드웨어 공급자와 함께 사용할 수 있는 무료 $500(USD)Azure Quantum 크레딧 을 자동으로 받습니다. 크레딧을 모두 사용했는데 더 필요한 경우 Azure Quantum Credits 프로그램에 신청할 수 있습니다.

Quantinuum은 충실도가 높고 완전히 연결된 큐비트와 중간 회로 측정을 수행 능력을 갖춘 트랩 이온 시스템에 대한 액세스를 제공합니다.

대상

이 공급자에서 사용할 수 있는 항목은 다음과 같습니다 targets .

대상 이름 대상 ID 큐비트 수 설명
H1-1 구문 검사기 quantinuum.sim.h1-1sc 20 큐비트 이를 사용하여 Quantinuum 플랫폼의 하드웨어 또는 에뮬레이터에 제출하기 전에 H1-1 컴파일러에 대해 양자 프로그램의 유효성을 검사합니다. 무료입니다.
H2-1 구문 검사기 quantinuum.sim.h2-1sc 32큐비트 Quantinuum 플랫폼의 하드웨어 또는 에뮬레이터에 제출하기 전에 H2-1 컴파일러에 대해 양자 프로그램의 유효성을 검사하는 데 사용합니다. 무료입니다.
H1-1 에뮬레이터 quantinuum.sim.h1-1e 20 큐비트 H1-1의 실제 물리적 모델 및 노이즈 모델을 사용합니다.
H2-1 에뮬레이터 quantinuum.sim.h2-1e 32큐비트 H2-1의 실제 물리적 모델 및 노이즈 모델을 사용합니다.
H1-1 quantinuum.qpu.h1-1 20 큐비트 Quantinuum의 H1-1 트랩 이온 디바이스.
H2-1 quantinuum.qpu.h2-1 32큐비트 Quantinuum의 H2-1 트랩 이온 장치.

Quantinuum의 targets 는 프로필에 Basic Measurement Feedback 해당합니다. 이 target 프로필 및 해당 제한 사항에 대한 자세한 내용은 Azure Quantum의 프로필 유형 이해를 target 참조하세요.

이제 Quantinuum의 targets 모든 가 통합 하이브리드 회로를 지원합니다. 통합 하이브리드 작업 제출에 대한 자세한 내용은 통합 하이브리드 컴퓨팅을 참조하세요.

Azure Quantum에서 Quantinuum 공급자 사용을 시작하려면 Q# 및 Azure Quantum Notebook 시작을 참조하세요.

세션에서 제출된 양자 작업은 서로 1분 이내에 작업을 큐에 대기하는 한 Quantinuum 하드웨어에 독점적으로 액세스할 수 있습니다. 그런 다음 모든 작업이 표준 큐 및 우선 순위 지정 논리를 사용하여 수락되고 처리됩니다. 자세한 내용은 Azure Quantum의 세션을 참조하세요.

구문 검사기

사용자는 먼저 구문 검사기를 사용하여 코드의 유효성을 검사하는 것이 좋습니다. 올바른 구문, 컴파일 완료 및 컴퓨터 호환성을 확인하는 도구입니다. 구문 검사기는 양자 컴퓨터 target와 동일한 컴파일러를 사용합니다. 예를 들어 H1-1 구문 검사기는 H1-1과 동일한 컴파일러를 사용합니다. 실제 양자 연산을 제외하고 전체 컴파일 스택이 실행됩니다. 코드가 컴파일되면 구문 검사기는 상태 및 모든 0의 결과를 반환 success 합니다. 코드가 컴파일되지 않으면 구문 검사기는 실패한 상태 반환하고 사용자가 회로 구문을 디버그하는 데 도움이 되도록 반환된 오류를 제공합니다. 개발자는 머신이 오프라인일 때도 언제든지 구문 검사기를 사용하여 코드의 유효성을 검사할 수 있습니다.

  • 작업 유형: Simulation
  • 데이터 형식: honeywell.openqasm.v1, honeywell.qir.v1
  • 대상 ID:
    • H1-1 구문 검사기: quantinuum.sim.h1-1sc
    • H2-1 구문 검사기: quantinuum.sim.h2-1sc
  • 대상 실행 프로필: 기본 측정 피드백

구문 검사기 사용은 무료로 제공됩니다.

System Model H1 Emulator

구문 검사기를 사용하여 코드 구문의 유효성을 검사한 후 사용자는 Quantinuum의 시스템 모델 H1 에뮬레이터, 실제 시스템 모델 H1 하드웨어의 자세한 물리적 모델 및 실제 노이즈 모델을 포함하는 에뮬레이션 도구를 활용할 수 있습니다. 노이즈 모델은 하드웨어의 자세한 특성화에서 파생됩니다. 시스템 모델 H1 에뮬레이터는 작업 제출에 동일한 API를 시스템 모델 H1 하드웨어로 사용하여 에뮬레이션에서 하드웨어로 원활하게 전환할 수 있습니다. 생산성을 최대화하고 개발 시간을 단축하기 위해 하드웨어가 오프라인 상태인 경우에도 시스템 모델 H1 에뮬레이터를 사용할 수 있습니다.

자세한 내용은 시스템 모델 H1 페이지에 있는 시스템 모델 H1 에뮬레이터 제품 데이터 시트에서 찾을 수 있습니다.

  • 작업 유형: Simulation
  • 데이터 형식: quantinuum.openqasm.v1
  • 대상 ID:
    • H1-1 에뮬레이터: quantinuum.sim.h1-1e
  • 대상 실행 프로필: Basic Measurement Feedback

시스템 모델 H1 에뮬레이터 사용은 하드웨어 구독에서 무료로 제공됩니다. 자세한 내용은 Azure Quantum 가격 책정을 참조하세요.

H 시리즈 에뮬레이터(클라우드 기반)

H 시리즈 에뮬레이터는 Azure Quantum 웹 사이트의 Azure Quantum 코드 페이지에서 무료로 사용할 수 있습니다. 여기서 Q# 코드를 작성하고 Azure 계정 없이 Quantinuum H 시리즈 에뮬레이터에 작업을 제출할 수 있습니다. H 시리즈 에뮬레이터는 시스템 모델 H1 양자 컴퓨터의 일반적인 성능을 기반으로 실제 노이즈 모델 및 일반화된 오류 매개 변수를 사용하는 상태 벡터 기반 양자 에뮬레이터입니다. 수행되는 양자 시뮬레이션은 시스템 모델 H1 에뮬레이터 와 동일하지만 클래식 회로 최적화 루틴은 처리량을 늘리기 위해 감소됩니다. 통합 하이브리드 컴퓨팅에 대한 지원은 향후 날짜로 계획되어 있습니다.

System Model H1

Honeywell에서 제공하는 시스템 모델 H1 세대 양자 컴퓨터는 하나의 선형 섹션이 있는 QCCD(Quantum Charge-Coupled) 디바이스로 구성되며 현재 하나의 컴퓨터 targets인 H1-1을 포함합니다. 사용자는 컴퓨터에 제출하기 전에 구문 검사 기 및 시스템 모델 H1 에뮬레이터에 작업을 제출하여 H1-1 과의 코드 호환성을 테스트하는 target 것이 좋습니다.

시스템 모델 H1 컴퓨터는 제품 수명 주기 내내 지속적으로 업그레이드됩니다. 사용자는 사용 가능한 최신 고급 하드웨어에 액세스할 수 있습니다.

자세한 내용은 시스템 모델 H1 페이지에 있는 시스템 모델 H1 제품 데이터 시트에서 찾을 수 있습니다.

  • 작업 유형: Quantum Program
  • 데이터 형식: honeywell.openqasm.v1, honeywell.qir.v1
  • 대상 ID:
    • H1-1: quantinuum.qpu.h1-1
  • 대상 실행 프로필: Basic Measurement Feedback

시스템 모델 H2 에뮬레이터

H2-1 구문 검사기를 사용하여 코드 구문의 유효성을 검사한 후 사용자는 실제 시스템 모델 H2 하드웨어의 자세한 물리적 모델과 실제 노이즈 모델을 포함하는 에뮬레이션 도구인 Quantinuum의 시스템 모델 H2 에뮬레이터를 활용할 수 있습니다. 노이즈 모델에 대한 자세한 내용은 시스템 모델 H2 페이지에 있는 시스템 모델 H2 에뮬레이터 제품 데이터 시트에서 찾을 수 있습니다. 시스템 모델 H2 에뮬레이터는 작업 제출에 시스템 모델 H2 하드웨어와 동일한 API를 사용하여 에뮬레이션에서 하드웨어로 원활하게 전환할 수 있습니다. 생산성을 최대화하고 개발 시간을 단축하기 위해 하드웨어가 오프라인인 경우에도 H2 에뮬레이터를 사용할 수 있습니다.

  • 작업 유형: Simulation
  • 데이터 형식: quantinuum.openqasm.v1
  • 대상 ID:
    • H2-1 에뮬레이터: quantinuum.sim.h2-1e
  • 대상 실행 프로필: 기본 측정 피드백

시스템 모델 H2 에뮬레이터 사용량은 하드웨어 구독에서 무료로 제공됩니다. 자세한 내용은 Azure Quantum 가격 책정을 참조하세요.

시스템 모델 H2

Honeywell에 의해 구동되는 Quantinuum 시스템 모델 H2 세대 양자 컴퓨터는 두 개의 연결된 선형 섹션이 있는 QCCD(양자 충전 결합 디바이스)로 구성되며 현재 1대의 컴퓨터인 H2-1이 있습니다. 자세한 내용은 시스템 모델 H2 페이지에 있는 시스템 모델 H2 제품 데이터 시트에서 찾을 수 있습니다. 사용자는 컴퓨터에 제출하기 전에 구문 검사기시스템 모델 H2 에뮬레이터 에 작업을 제출하여 코드의 호환성을 테스트하는 target 것이 좋습니다.

사용자가 H2-1 컴퓨터에 작업을 제출하고 H2-1 컴퓨터를 사용할 수 없는 경우 컴퓨터를 사용할 수 있게 될 때까지 해당 컴퓨터의 큐에 작업이 유지됩니다.

시스템 모델 H2 하드웨어는 제품 수명 주기 내내 지속적으로 업그레이드됩니다. 사용자는 사용 가능한 최신 고급 하드웨어에 액세스할 수 있습니다.

  • 작업 유형: Quantum Program
  • 데이터 형식: quantinuum.openqasm.v1
  • 대상 ID:
    • H2-1: quantinuum.qpu.h2-1
  • 대상 실행 프로필: 기본 측정 피드백

시스템 모델 H1 및 H2 기술 사양

시스템 모델 H1 및 시스템 모델 H2에 대한 기술 세부 정보는 Quantinuum 사양 및 양자 볼륨 데이터 리포지토리에 대한 링크와 Quantinuum 시스템의 사용을 인용하는 방법과 함께 시스템 모델 H1시스템 모델 H2 페이지의 Quantinuum 제품 데이터 시트에서 찾을 수 있습니다.

추가 기능

Quantinuum API를 통해 사용할 수 있는 추가 기능은 여기에 나열되어 있습니다.

기능 Description
MCMR(중간 회로 측정 및 재설정) 회로 중간에 있는 큐비트를 측정하고 다시 사용합니다.
임의 각도 ZZ 게이트 2큐비트 임의 각도 게이트 회전 직접 수행
에뮬레이터 노이즈 매개 변수 Quantinuum H 시리즈 에뮬레이터에 사용되는 노이즈 매개 변수 실험
H 시리즈 스택의 TKET 최적화 H 시리즈 스택에서 다양한 수준의 TKET 최적화를 켜는 실험

사용자는 Azure Quantum Q# 및 Qiskit 공급자에서 회로 함수 또는 통과 매개 변수를 통해 이러한 추가 기능을 활용할 수 있습니다.

중간 회로 측정 및 초기화

MCMR(중간 회로 측정 및 재설정)을 사용하면 회로 중간에 큐비트를 측정하고 다시 설정할 수 있습니다. 이렇게 하면 양자 오류 수정 기능뿐만 아니라 회로 내에서 큐비트를 다시 사용할 수 있습니다.

트랩된 이온 큐비트의 내부 수준 구조로 인해 중간 회로 측정은 큐비트를 비 계산 상태로 남겨 둘 수 있습니다. 큐비트를 해당 회로에서 다시 사용하는 경우 모든 중간 회로 측정을 다시 설정해야 합니다. 다음 코드 예제에서는 이를 보여 줍니다.

회로 중간에 큐비트의 하위 집합을 측정할 때 이러한 측정값의 클래식 정보를 사용하여 회로의 미래 요소를 조건부로 지정할 수 있습니다. 이 예제에서는 이 사용량도 강조 표시합니다.

Quantinuum 시스템의 MCMR에 대한 자세한 내용은 시스템 모델 H1 및 시스템 모델 H2 페이지의 H 시리즈 제품 데이터 시트를 참조 하세요.

Q#에서 함수를 MResetZ 사용하여 큐비트를 측정하고 다시 설정할 수 있습니다. 이 함수에 대한 자세한 내용은 Q# 설명서를 참조 MResetZ 하세요.

%%qsharp
open Microsoft.Quantum.Intrinsic;
open Microsoft.Quantum.Measurement;

operation ContinueComputationAfterReset() : Result[] {
    // Set up circuit with 2 qubits
    use qubits = Qubit[2];

    // Perform Bell Test
    H(qubits[0]);
    CNOT(qubits[0], qubits[1]);

    // Measure Qubit 1 and reset it
    let res1 = MResetZ(qubits[1]);

    // Continue additional computation, conditioned on qubits[1] measurement outcome
    if res1 == One {
         X(qubits[0]);
    }
    CNOT(qubits[0], qubits[1]);

    // Measure qubits and return results
    let res2 = Measure([PauliZ, PauliZ], qubits);
    return [res1, res2];
}

임의 각도 ZZ 게이트

Quantinuum의 네이티브 게이트 세트에는 임의 각도 ZZ 게이트가 포함됩니다. 이는 많은 양자 알고리즘 및 게이트 시퀀스에 대한 2큐비트 게이트 수를 줄이는 데 유용합니다. Quantinuum 시스템의 임의 각도 ZZ 게이트에 대한 자세한 내용은 시스템 모델 H1 및 시스템 모델 H2 페이지의 H 시리즈 제품 데이터 시트를 참조하세요.

Q#에서 임의 각도 ZZ 게이트는 연산을 사용하여 Rzz 구현됩니다.

%%qsharp
open Microsoft.Quantum.Intrinsic;
open Microsoft.Quantum.Measurement;
open Microsoft.Quantum.Arrays;

operation ContinueComputationAfterReset(theta : Double) : Result[] {
    
    // Set up circuit with 2 qubits
    use qubits = Qubit[2];

    // Create array for measurement results
    mutable resultArray = [Zero, size = 2];

    H(qubits[0]);
    Rz(theta, qubits[0]);
    Rz(theta, qubits[1]);
    X(qubits[1]);

    // Add Arbitrary Angle ZZ gate
    Rzz(theta, qubits[0], qubits[1]);  

    // Measure qubits and return results
    for i in IndexRange(qubits) {
        set resultArray w/= i <- M(qubits[i]);  
    }
    
    return resultArray;
}

에뮬레이터 노이즈 매개 변수

사용자는 Quantinuum 에뮬레이터의 노이즈 매개 변수를 실험할 수 있습니다. Azure Quantum 공급자에서 매개 변수를 통과하는 방법을 보여 주는 몇 가지 사용 가능한 노이즈 매개 변수만 강조 표시되어 있습니다.

사용 가능한 노이즈 매개 변수의 전체 집합에 대한 자세한 내용은 시스템 모델 H1 및 시스템 모델 H2 페이지의 H 시리즈 에뮬레이터 제품 데이터 시트를 참조하세요.

먼저 필요한 패키지를 가져오고 기본 프로필을 시작합니다.

import qsharp
import azure.quantum
qsharp.init(target_profile=qsharp.TargetProfile.Base)

다음으로 함수를 정의합니다.

%%qsharp
open Microsoft.Quantum.Measurement;
open Microsoft.Quantum.Arrays;
open Microsoft.Quantum.Convert;

operation GenerateRandomBit() : Result {
    use target = Qubit();

    // Apply an H-gate and measure.
    H(target);
    return M(target);
}

작업을 컴파일하고 다음을 수행합니다.

MyProgram = qsharp.compile("GenerateRandomBit()")

Azure Quantum에 연결하고, 머신을 target 선택하고, 에뮬레이터에 대한 노이즈 매개 변수를 구성합니다.

MyWorkspace = azure.quantum.Workspace(
    resource_id = "",
    location = ""
)

MyTarget = MyWorkspace.get_targets("quantinuum.sim.h1-1e")

# Update the parameter names desired
# Note: This is not the full set of options available. 
# For the full set, see the System Model H1 Emulator Product Data Sheet
option_params = {
    "error-params": {
        "p1": 4e-5,
        "p2": 3e-3,
        "p_meas": [3e-3, 3e-3],
        "p_init": 4e-5,
        "p_crosstalk_meas": 1e-5,
        "p_crosstalk_init": 3e-5,
        "p1_emission_ratio": 6e-6,
        "p2_emission_ratio": 2e-4
    }
}

작업을 제출할 때 에뮬레이터 노이즈 옵션을 전달합니다.

job = MyTarget.submit(MyProgram, "Experiment with Emulator Noise Parameters", 
                      shots = 10, 
                      input_params = option_params)
job.get_results()

에뮬레이터 노이즈 모델을 해제하려면 옵션을 False로 설정합니다error-model. 기본적으로 True로 설정되어 있습니다.

option_params = {
    "error-model": False 
}

안정기 에뮬레이터를 사용하려면 옵션을 로 stabilizer설정합니다simulator. 기본적으로 state-vector로 설정되어 있습니다.

option_params = {
    "simulator": "stabilizer" 
}

H 시리즈 스택의 TKET 컴파일

통합 하이브리드 제출을 제외하고 Quantinuum H 시리즈 시스템에 제출된 회로는 H 시리즈 하드웨어에 대한 TKET 컴파일 패스를 통해 자동으로 실행됩니다. 이렇게 하면 회로가 H 시리즈 시스템에 자동으로 최적화되고 보다 효율적으로 실행될 수 있습니다.

적용된 특정 컴파일 패스에 대한 자세한 내용은 설명서, 특히 pytket-quantinuum 컴파일 패스 섹션에서 찾을 pytket-quantinuum 수 있습니다.

H 시리즈 소프트웨어 스택에서 적용된 최적화 수준은 매개 변수를 사용하여 tket-opt-level 설정됩니다. H 시리즈 시스템에 제출된 모든 회로에 대한 기본 컴파일 설정은 최적화 수준 2입니다.

TKET 컴파일을 실험하고 작업을 제출하기 전에 회로에 적용되는 최적화를 확인하려는 사용자는 Examples 폴더에서 Quantinuum_compile_without_api.ipynb Notebook을 pytket-quantinuum 볼 수 있습니다.

에 대한 pytket자세한 내용은 다음 링크를 참조하세요.

먼저 필요한 패키지를 가져오고 기본 프로필을 시작합니다.

import qsharp
import azure.quantum
qsharp.init(target_profile=qsharp.TargetProfile.Base)

다음으로 함수를 정의합니다.

%%qsharp
open Microsoft.Quantum.Measurement;
open Microsoft.Quantum.Arrays;
open Microsoft.Quantum.Convert;

operation GenerateRandomBit() : Result {
    use target = Qubit();

    // Apply an H-gate and measure.
    H(target);
    return M(target);
}

작업을 컴파일하고 다음을 수행합니다.

MyProgram = qsharp.compile("GenerateRandomBit()")

Azure Quantum에 연결하고, 머신을 target 선택하고, 에뮬레이터에 대한 노이즈 매개 변수를 구성합니다.

MyWorkspace = azure.quantum.Workspace(
    resource_id = "",
    location = ""
)

MyTarget = MyWorkspace.get_targets("quantinuum.sim.h1-1e")

# Update TKET optimization level desired
option_params = {
    "tket-opt-level": 1
}

작업을 제출할 때 otimization 옵션을 전달합니다.

job = MyTarget.submit(MyProgram, "Experiment with TKET Compilation", shots = 10, input_params = option_params)
job.get_results()

기술 사양

시스템 모델 H1 및 H2 및 시스템 모델 H1 및 H2 에뮬레이터에 대한 기술 세부 정보는 Quantinuum 사양 및 양자 볼륨 데이터 리포지토리에 대한 링크와 Quantinuum 시스템의 사용을 인용하는 방법과 함께 시스템 모델 H1시스템 모델 H2 페이지의 Quantinuum 제품 데이터 시트에서 찾을 수 있습니다.

대상 가용성

Quantinuum H 시리즈 양자 컴퓨터는 지속적으로 업그레이드되도록 설계되어 있으며, Quantinuum이 게이트 충실도, 메모리 오류 및 시스템 속도를 지속적으로 개선하고 있어 고객은 최신 하드웨어 기능에 액세스할 수 있습니다.

Quantinuum 하드웨어는 상용 기간과 개발 기간에 걸쳐 순환합니다. 상용 기간 동안 하드웨어는 큐 시스템을 통해 작업을 처리할 수 있습니다. 개발 기간 동안 업그레이드가 적용되면 하드웨어는 오프라인 상태가 됩니다.

매월 상업 및 개발 기간에 대한 정보가 포함된 일정이 Quantinuum 사용자에게 전송됩니다. 이 일정을 받지 못한 경우 QCsupport@quantinuum.com으로 이메일을 보내주세요.

target의 상태 작업을 처리하는 현재 기능을 나타냅니다. 의 가능한 상태는 다음과 같습니다.target

  • 사용 가능: 는 target 온라인 상태이며 제출된 작업을 처리하고 새 작업을 수락합니다.
  • 성능 저하됨: 가 target 작업을 수락하지만 현재 처리하고 있지 않습니다.
  • 사용할 수 없음: 가 target 오프라인 상태이며 새 작업 제출을 수락하지 않습니다.

Quantinuum 양자 컴퓨터 targets의 경우 사용 가능성능 저하는 상용 기간에 해당하지만 사용할 수 없음 은 업그레이드를 위해 컴퓨터가 오프라인 상태인 개발 기간에 해당합니다.

현재 상태 정보는 Azure Portal의 작업 영역에 있는 공급자 탭에서 검색할 수 있습니다.

가격 책정

Quantinuum의 청구 플랜를 보려면 Azure Quantum 가격 책정을 방문하세요.

한도 및 할당량

Quantinuum의 할당량은 QPU 사용량 크레딧 단위, HQC(H-System Quantum Credit), Quantinuum 양자 컴퓨터에 제출된 작업의 경우 HQC(H-System Quantum Credit) 및 에뮬레이터에 제출된 작업에 대한 에뮬레이터 HQC(에뮬레이터 HQC)를 기반으로 추적됩니다.

HQC 및 eHQC는 작업 실행 비용을 계산하는 데 사용되며 다음 수식에 따라 계산됩니다.

$$ HQC = 5 + C(N_{1q} + 10 N_{2q} + 5 N_m)/5000 $$

여기서

  • $N_{1q}$는 회로에서 1 큐비트 연산의 수입니다.
  • $N_{2q}$는 회로에서 기본 2 큐비트 연산의 수입니다. 네이티브 게이트는 여러 개의 1 큐비트 게이트까지 CNOT와 동일합니다.
  • $N_{m}$은 초기의 암시적 상태 준비, 중간 및 최종 측정, 상태 다시 설정 등 회로에서 SPAM(상태 준비 및 측정) 연산의 수입니다.
  • $C$는 샷 개수입니다.

참고

HQC의 총 비용에는 모든 조건부 분기 또는 제어 흐름의 모든 게이트 및 측정값이 포함됩니다. 이는 통합 하이브리드 작업에 더 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

할당량은 플랜 선택을 기반으로 하며 지원 티켓으로 늘릴 수 있습니다. 현재 한도 및 할당량을 보려면 크레딧 및 할당량 블레이드로 이동하여 Azure Portal에서 작업 영역의 할당량 탭을 선택합니다. 자세한 내용은 Azure Quantum 할당량을 참조하세요.

참고

청구 플랜이 아닌 Azure Quantum 크레딧 플랜을 사용하는 경우 할당량 정보는 할당된 크레딧에 매핑됩니다. 이 경우 할당량에는 받은 총 크레딧 수가 나열됩니다.