Поставщик Quantinuum
Совет
Первые пользователи автоматически получают бесплатные кредиты Azure Quantum в размере 500 долл. США для использования с каждым участвующим поставщиком квантового оборудования. Если вы используете все кредиты и вам потребуются дополнительные, вы можете подать заявку на участие в программе кредитов Azure Quantum.
Quantinuum предоставляет доступ к системе на основе технологии захваченных ионов с высоким уровнем точности, полностью связанными кубитами и способностью выполнять измерение средних значений по цепи.
- Издатель: Quantinuum
- Идентификатор поставщика:
quantinuum
Цели
Этот поставщик предоставляет следующие targets возможности:
| Имя целевого объекта | Идентификатор целевого объекта | Количество кубит | Описание |
|---|---|---|---|
| Средство проверки синтаксиса H1-1 | quantinuum.sim.h1-1sc | 20 кубит | Используйте это для проверки квантовых программ с помощью компилятора H1-1 перед отправкой на оборудование или эмуляторы на платформе Quantinuum. Бесплатно. |
| H2-1 Проверка синтаксиса | quantinuum.sim.h2-1sc | 32 кубита | Используйте его для проверки квантовых программ в компиляторе H2-1 перед отправкой в оборудование или эмуляторы на платформе Quantinuum. Бесплатно. |
| Эмулятор H1-1 | quantinuum.sim.h1-1e | 20 кубит | Использует реалистичную физическую модель и модель шума H1-1. |
| Эмулятор H2-1 | quantinuum.sim.h2-1e | 32 кубита | Использует реалистичную физическую модель и модель шума H2-1. |
| H1-1 | quantinuum.qpu.h1-1 | 20 кубит | Устройство Quantinuum H1-1 на захваченных ионах. |
| H2-1 | quantinuum.qpu.h2-1 | 32 кубита | Захваченное ионное устройство Quantinuum H2-1. |
Quantinuum targets соответствует профилю Basic Measurement Feedback . Дополнительные сведения об этом target профиле и его ограничениях см. в статье Основные сведения target о типах профилей в Azure Quantum.
Все quantinuum теперь targets поддерживают интегрированные гибридные цепи. Дополнительные сведения об отправке интегрированных гибридных заданий см. в статье Интегрированные гибридные вычисления.
Чтобы приступить к работе с поставщиком Quantinuum в Azure Quantum, ознакомьтесь со статьей Начало работы с Q# и записной книжкой Azure Quantum.
Совет
Квантовые задания, отправленные в сеансе, имеют монопольный доступ к оборудованию Quantinuum, если задания помещаются в очередь в течение одной минуты друг от друга. После этого любое задание принимается и обрабатывается с помощью стандартной логики постановки в очередь и определения приоритетов. Дополнительные сведения см. в разделе Сеансы в Azure Quantum.
Средства проверки синтаксиса
Пользователям рекомендуется сначала проверить свой код с помощью средства проверки синтаксиса. Оно проверяет правильность синтаксиса, возможность завершения компиляции и совместимость компьютеров. Средства проверки синтаксиса используют тот же компилятор, что и квантовый компьютер.target Например, средство проверки синтаксиса H1-1 использует тот же компилятор, что и H1-1. Выполняется полный стек компиляции, за исключением фактических квантовых операций. Если код компилируется, средство проверки синтаксиса возвращает success состояние и результат всех значений 0. Если код не компилируется, средство проверки синтаксиса возвращает состояние сбоя и возвращает ошибку, чтобы помочь пользователям отлаживать синтаксис канала. Средства проверки синтаксиса позволяют разработчикам проверять свой код в любое время, даже если компьютеры находятся в автономном режиме.
- Тип задания:
Simulation - Форматы данных:
honeywell.openqasm.v1,honeywell.qir.v1 - Идентификатор целевого объекта:
- Средство проверки синтаксиса H1-1:
quantinuum.sim.h1-1sc - Проверка синтаксиса H2-1:
quantinuum.sim.h2-1sc
- Средство проверки синтаксиса H1-1:
- Профиль выполнения на целевом объекте: Отклик о базовых измерениях
Доступ к средству проверки синтаксиса предоставляется бесплатно.
Эмуляторы модели системы H1
После проверки синтаксиса кода с помощью средства проверки синтаксиса пользователи могут воспользоваться преимуществами эмуляторов модели системы H1 Quantinuum, средств эмуляции, которые содержат подробную физическую модель и реалистичную модель шума фактического оборудования модели системы H1. Модели шума основаны на подробной характеристике оборудования. Эмуляторы модели системы H1 используют для отправки заданий тот же API, что и оборудование модели системы H1, что обеспечивает простой переход от эмуляции к оборудованию. Чтобы повысить производительность и сократить время разработки, эмуляторы модели системы H1 доступны даже в автономном режиме.
Дополнительные сведения см. в таблице данных эмулятора системы H1 на странице Модель системы H1 .
- Тип задания:
Simulation - Формат данных:
quantinuum.openqasm.v1 - Идентификатор целевого объекта:
- Эмулятор H1-1:
quantinuum.sim.h1-1e
- Эмулятор H1-1:
- Профиль выполнения целевого объекта: Basic Measurement Feedback
Использование эмулятора модели системы H1 предоставляется бесплатно по аппаратной подписке. Дополнительные сведения см. на странице цен на Azure Quantum.
Эмулятор серии H (облачный)
Эмулятор серии H доступен бесплатно на странице Код с помощью Azure Quantum на веб-сайте Azure Quantum, где можно написать код Q# и отправить задания в эмулятор Quantinuum H-Series без учетной записи Azure. Эмулятор серии H — это квантовый эмулятор на основе состояния, который использует реалистичную модель физического шума и обобщенные параметры ошибок на основе типичной производительности квантового компьютера модели системы H1. Квантовое моделирование выполняется так же, как и эмулятор модели системы H1, но классическая процедура оптимизации цепи сокращается для увеличения пропускной способности. Поддержка интегрированных гибридных вычислений планируется в будущем.
Модель системы H1
Поколение квантовых компьютеров модели системы H1 на платформе Honeywell состоит из квантового устройства с зарядом (QCCD) с одним линейным разделом и в настоящее время включает в себя один компьютер targets: H1-1. Пользователям рекомендуется проверить совместимость своего кода с H1-1, отправляя задания в средство проверки синтаксиса и эмулятор системной модели H1 , прежде чем отправлять их на target компьютеры.
Модель системы H1 постоянно обновляется на протяжении всего жизненного цикла продукта. Пользователям предоставляется доступ к наиболее актуальному и эффективному оборудованию.
Дополнительные сведения см. в справочнике по продукту System Model H1 на странице Модель системы H1 .
- Тип задания:
Quantum Program - Формат данных:
honeywell.openqasm.v1,honeywell.qir.v1 - Идентификатор целевого объекта:
- H1-1:
quantinuum.qpu.h1-1
- H1-1:
- Профиль выполнения целевого объекта: Basic Measurement Feedback
Эмулятор модели системы H2
После проверки синтаксиса кода с помощью средства проверки синтаксиса H2-1 пользователи могут воспользоваться преимуществами эмулятора модели системы H2 Quantinuum, который содержит подробную физическую модель и реалистичную модель шума фактического оборудования модели системы H2. Дополнительные сведения о модели шума можно найти в таблице данных эмулятора системной модели H2 на странице Модель системы H2 . Эмулятор модели системы H2 использует для отправки заданий тот же API, что и оборудование модели системы H2, что обеспечивает простой переход от эмуляции к оборудованию. Чтобы повысить производительность и сократить время разработки, эмулятор H2 доступен, даже если оборудование находится в автономном режиме.
- Тип задания:
Simulation - Формат данных:
quantinuum.openqasm.v1 - Идентификатор целевого объекта:
- Эмулятор H2-1:
quantinuum.sim.h2-1e
- Эмулятор H2-1:
- Профиль выполнения на целевом объекте: Отклик о базовых измерениях
Использование эмулятора модели системы H2 предоставляется бесплатно по аппаратной подписке. Дополнительные сведения см. на странице цен на Azure Quantum.
Модель системы H2
Поколение квантовых компьютеров Quantinuum System Model H2, на платформе Honeywell, состоит из квантового устройства с зарядом (QCCD) с двумя соединенными линейными секциями и в настоящее время имеет 1 компьютер, H2-1. Дополнительные сведения см. в таблице данных по модели системы H2 на странице Модель системы H2 . Пользователям рекомендуется проверить совместимость кода, отправив задания в средство проверки синтаксиса и эмулятор модели системы H2 , прежде чем отправлять их на target компьютеры.
Если пользователь отправляет задание на компьютер H2-1, а компьютер H2-1 недоступен, задание остается в очереди этого компьютера до тех пор, пока компьютер не станет доступным.
Оборудование модели системы H2 постоянно обновляется на протяжении всего жизненного цикла продукта. Пользователям предоставляется доступ к наиболее актуальному и эффективному оборудованию.
- Тип задания:
Quantum Program - Формат данных:
quantinuum.openqasm.v1 - Идентификатор целевого объекта:
- H2-1:
quantinuum.qpu.h2-1
- H2-1:
- Профиль выполнения на целевом объекте: Отклик о базовых измерениях
Технические спецификации моделей системы H1 и H2
Технические сведения о модели системы H1 и модели системы H2 можно найти в таблицах данных quantinuum на страницах Модель системы H1 и Модель системы H2 , а также ссылки на спецификацию Quantinuum и репозитории данных квантового тома, а также ссылки на использование систем Quantinuum.
Дополнительные возможности
Дополнительные возможности, доступные через API Quantinuum, перечислены здесь.
| Функция | Описание |
|---|---|
| Измерение и сброс среднего канала (MCMR) | Измерение кубитов в середине цепи и их повторное использование |
| Произвольные угловые шлюзы ZZ | Непосредственное выполнение 2-кубитного произвольного поворота угловых вентилей |
| Параметры шума эмулятора | Поэкспериментируйте с параметрами шума, используемыми в эмуляторах Quantinuum серии H |
| Оптимизация TKET в стеке серии H | Поэкспериментируйте с включением различных уровней оптимизации TKET в стеке серии H |
Пользователи могут воспользоваться этими дополнительными возможностями с помощью функций канала или параметров сквозной передачи в поставщиках Azure Quantum Q# и Qiskit.
Измерение и сброс среднего канала
Измерение и сброс среднего канала (MCMR) позволяет пользователям измерять кубиты в середине цепи и сбрасывать их. Это обеспечивает функциональные возможности для квантовой коррекции ошибок, а также возможность повторного использования кубитов в канале.
Из-за структуры внутреннего уровня кубитов захваченных ионов измерение среднего канала может оставить кубит в неисчислимом состоянии. Все измерения среднего канала должны следовать сбросом, если кубит будет использоваться снова в этом канале. Это демонстрируется в следующих примерах кода.
Когда подмножество кубитов измеряется в середине цепи, классическая информация из этих измерений может использоваться для определения будущих элементов цепи. В примерах также показано это использование.
Сведения о MCMR в системах Quantinuum см. в таблицах данных по продуктам серии H на страницах Модель системы H1 и Модель системы H2 .
В Q# функцию MResetZ можно использовать как для измерения кубита, так и для его сброса. Дополнительные сведения об этой функции см MResetZ . в документации по Q#.
%%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];
}
Произвольные угловые шлюзы ZZ
Набор собственных ворот Quantinuum включает в себя произвольные угловые ворота ZZ. Это полезно для уменьшения количества 2-кубитных шлюзов для многих квантовых алгоритмов и последовательностей шлюзов. Сведения о произвольных угловых вентили ZZ в системах Quantinuum см. в таблицах продуктов серии H на страницах Модель системы H1 и Модель системы H2 .
В Q# произвольный угловой шлюз ZZ реализуется с Rzz помощью операции .
%%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;
}
Параметры шума эмулятора
Пользователи могут экспериментировать с параметрами шума эмуляторов Quantinuum. Здесь выделено только несколько доступных параметров шума , демонстрирующих, как пройти через параметры в поставщиках Azure Quantum.
Дополнительные сведения о полном наборе доступных параметров шума см. в таблицах данных эмулятора серии H на страницах Модель системы H1 и Модель системы H2 .
Сначала импортируйте необходимые пакеты и инициируйте базовый профиль:
import qsharp
import azure.quantum
qsharp.init(target_profile=qsharp.TargetProfile.Base)
Затем определите функцию .
%%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);
}
и скомпилируйте операцию:
MyProgram = qsharp.compile("GenerateRandomBit()")
Подключитесь к Azure Quantum, выберите target компьютер и настройте параметры шума для эмулятора:
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
}
}
Передайте параметры шума эмулятора при отправке задания:
job = MyTarget.submit(MyProgram, "Experiment with Emulator Noise Parameters",
shots = 10,
input_params = option_params)
job.get_results()
Чтобы отключить модель шума эмулятора error-model , задайте для параметра значение False. По умолчанию оно имеет значение True.
option_params = {
"error-model": False
}
Чтобы использовать эмулятор стабилизатора, задайте simulator для параметра значение stabilizer. По умолчанию оно имеет значение state-vector.
option_params = {
"simulator": "stabilizer"
}
Компиляция TKET в стеке серии H
Каналы, отправляемые в системы Quantinuum серии H, за исключением интегрированных гибридных отправок, автоматически выполняются через проходы компиляции TKET для оборудования серии H. Это позволяет автоматически оптимизировать каналы для систем серии H и работать более эффективно.
Дополнительные сведения о конкретных проходах компиляции можно найти в документации pytket-quantinuum , в частности pytket-quantinuum в разделе Проходы компиляции .
В программном стеке серии H применяемый уровень оптимизации задается с tket-opt-level помощью параметра . По умолчанию для всех каналов, отправленных в системы серии H, используется уровень оптимизации 2.
Пользователи, которые хотят поэкспериментировать с компиляцией TKET и посмотреть, какие оптимизации будут применяться к их каналам перед отправкой заданий, могут видеть записную книжку Quantinuum_compile_without_api.ipynb в pytket-quantinuum папке Examples .
Дополнительные сведения о pytketсм. по следующим ссылкам:
Сначала импортируйте необходимые пакеты и инициируйте базовый профиль:
import qsharp
import azure.quantum
qsharp.init(target_profile=qsharp.TargetProfile.Base)
Затем определите функцию .
%%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);
}
и скомпилируйте операцию:
MyProgram = qsharp.compile("GenerateRandomBit()")
Подключитесь к Azure Quantum, выберите target компьютер и настройте параметры шума для эмулятора:
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
}
Передайте параметр отимизации при отправке задания:
job = MyTarget.submit(MyProgram, "Experiment with TKET Compilation", shots = 10, input_params = option_params)
job.get_results()
Технические характеристики
Технические сведения о модели системы H1 и H2 и эмуляторах модели системы H1 и H2 можно найти в таблицах данных quantinuum на странице Модель системы H1 и Модель системы H2 , а также ссылки на спецификации Quantinuum и репозитории данных квантового тома, а также ссылки на использование систем Quantinuum.
Целевая доступность
Квантовые компьютеры серии Quantinuum H разработаны для возможности постоянного обновления, что позволяет клиентам использовать последние аппаратные возможности, предоставляемые Quantinuum в аспектах точности вентилей, обработки ошибок памяти и скорости системы.
Оборудование Quantinuum работает циклически в коммерческом режиме и режиме разработки. В коммерческом режиме оборудование доступно для обработки заданий в системе очередей. В режиме разработки оборудование работает автономно для применения обновлений.
Каждый месяц пользователи Quantinuum получают календарь со сведениями о периодах коммерческого режима и режима разработки. Если вы не получили этот календарь, отправьте сообщение по адресу QCsupport@quantinuum.com.
Состояние targetуказывает на его текущую возможность обработки заданий. Возможные состояния:target
- Доступно: находится в target сети, обрабатывает отправленные задания и принимает новые.
- Понижено:target объект принимает задания, но в настоящее время не обрабатывает их.
- Недоступно: объект находится в target автономном режиме, не принимает новые отправки заданий.
Для квантового компьютера targetsQuantinuum значение Available и Degraded соответствует коммерческим периодам, а Недоступно — периодам разработки, в которых компьютер находится в автономном режиме для обновления.
Актуальные сведения о состоянии можно просмотреть на вкладке Поставщики рабочей области на портале Azure.
Цены
Чтобы просмотреть планы выставления счетов для Quantinuum, перейдите на страницу цен для Azure Quantum.
Ограничения и квоты
Квоты Quantinuum отслеживаются на основе кредитной единицы использования QPU , H-System Quantum Credit (HQC) для заданий, отправленных на квантовые компьютеры Quantinuum, и эмулятор HQCs (eHQCs) для заданий, отправленных в эмуляторы.
Единицы HQC и eHQC используются для вычисления стоимости выполнения задания. Они рассчитываются по следующей формуле:
$$ HQC = 5 + C(N_{1q} + 10 N_{2q} + 5 N_m)/5000 $$
где:
- $N_{1q}$ – количество однокубитных операций в цепи.
- $N_{2q}$ – количество собственных двухкубитных операций в цепи. Собственные ворота эквивалентны логическому оператору контролируемого отрицания в пределах нескольких однокубитных ворот.
- $N_{m}$ — это количество операций подготовки и измерения состояния (SPAM) в цепи, включая начальную неявную подготовку состояния и все промежуточные и окончательные измерения и сбросы состояния.
- $C$ – количество снимков.
Примечание
Общая стоимость в HQC включает все шлюзы и измерения в любых условных ветвях или потоках управления. Это может оказать большее влияние на интегрированные гибридные задания.
Квоты зависят от выбора плана. Их можно увеличить, отправив запрос в службу поддержки. Чтобы просмотреть текущие ограничения и квоты, перейдите в колонку Кредиты и квоты и откройте вкладку Квоты в рабочей области на портале Azure. Дополнительные сведения см. в статье Квоты Azure Quantum.
Примечание
Если вы используете план Кредиты Azure Quantum, а не план выставления счетов, сведения о квотах сопоставляются с выделенными кредитами. В этом случае в квоте указывается общее количество полученных кредитов.
Обратная связь
Ожидается в ближайшее время: в течение 2024 года мы постепенно откажемся от GitHub Issues как механизма обратной связи для контента и заменим его новой системой обратной связи. Дополнительные сведения см. в разделе https://aka.ms/ContentUserFeedback.
Отправить и просмотреть отзыв по