Begrenzungen

compute_forward_bounds(circuit, noise_model_paulis, /, observable, *, evolution_max_terms=1000000, eigval_max_qubits=14, atol=1e-08, atol_simplify=1e-08, atol_eigenvalue=1e-08, **kwargs)

Berechnen Sie die nach vorne entwickelten Kommutatorgrenzen bei ungleicher Zeit.

Beginnend am Ende der Schaltung berechnen Sie die durch Vorwärtsentwicklung ermittelten Ungleichzeit-Kommutatorgrenzen für alle Pauli-Fehlerterme jeder verrauschten Schicht in der Zielschaltung.

Das heißt, man berechnet $\| \left[ E_F, A_F \right] \|_2$ für alle Fehlerterme, $E_F$, wobei $A_F$ die Zielgröße ist, die an gemessen werden soll observable``circuit .

Die Fehlerterme, $E_I$, werden durch … bestimmt noise_model_paulis. Dieses Wörterbuch ordnet Identifikatoren von Rauschmodellen (samplomatic.InjectNoise.ref) einer Liste von Pauli-Fehlertermen zu. Die entsprechenden Begriffe werden immer dann verwendet, wenn während der Iteration über ein BoxOp mit einer passenden Annotation InjectNoise gefunden wird circuit.

Parameter

• circuit (QuantumCircuit) – die Zielschaltung.
• noise_model_paulis (dict[str, QubitSparsePauliList]) – die für jedes Rauschmodell zu berücksichtigenden Pauli-Fehlerterme.
• observable (Pauli |PauliList |SparseObservable |SparsePauliOp) – die Zielgröße, die am Ende der Schaltung gemessen werden soll.
• evolution_max_terms (int) – die maximale Anzahl von Operatorausdrücken, die während der Entwicklung im Blick behalten werden sollen.
• eigval_max_qubits (int) – die maximale Anzahl an Qubits eines Kommutators, für die weiterhin versucht wird, den Eigenwert zu berechnen. Wird dieser Wert überschritten, wird die Schranke über eine einfachere und lockerere Dreiecksungleichung approximiert.
• atol (float) –** VERALTET –** Verwenden Sie stattdessen atol_eigenvalue und atol_simplify !
• atol_simplify (float) – die absolute Toleranz, die für die Kürzung von Termen aus dem Kommutator verwendet wird. Eine Lockerung dieser Toleranz führt zu einer stärkeren Trunkierung der Terme des Kommutators, wodurch die Berechnung seiner Eigenwerte zwar weniger Rechenaufwand erfordert, aber weniger genau ausfällt.
• atol_eigenvalue (float) – die absolute Toleranz, die zur Erkennung der Konvergenz des Eigenwerts des Kommutators verwendet wird. Eine Lockerung dieser Toleranz führt zu einem weniger genauen Eigenwert, wie er vom iterativen Davidson-Eigenwertlöser berechnet wird.
• kwargs – Alle weiteren Schlüsselwortargumente werden an weitergeleitet compute_bounds().

Rückgabe

Die Kommutatorgrenze bei ungleicher Zeit.

Erhöhungen

NotImplementedError – wenn der Ausdruck mehr als einen Pauli-Term enthält observable . Sollte dieses Problem auftreten, müssen Sie diese Funktion für jedes Pauli-Ziel separat aufrufen.

Rückgabetyp

dict [ str, PauliLindbladMap ]

tighten_with_speed_limit(bounds, circuit, noise_model_paulis, /, observable)

Schränken Sie die angegebenen Grenzen durch Begrenzungen der Informationsausbreitungsgeschwindigkeit ein.

Inspiriert von den Ideen hinter den Lieb-Robinson-Grenzen nutzt diese Funktion die Grenzen der Informationsausbreitungsgeschwindigkeit, um zuvor berechnete, vorwärtsentwickelte Kommutatorgrenzen bei ungleicher Zeit zu verschärfen (siehe auch compute_forward_bounds()).

Parameter

• bounds (dict[str, PauliLindbladMap]) – die zuvor berechneten, durch Vorwärtsentwicklung ermittelten Kommutatorgrenzen bei ungleicher Zeitdauer.
• circuit (QuantumCircuit) – die Zielschaltung.
• noise_model_paulis (dict[str, QubitSparsePauliList]) – die für jedes Rauschmodell zu berücksichtigenden Pauli-Fehlerterme.
• observable (Pauli |PauliList |SparseObservable |SparsePauliOp) – die Zielgröße, die am Ende der Schaltung gemessen werden soll.

Rückgabe

Eine verschärfte Fassung der Kommutatorgrenzen für ungleiche Zeiten.

Erhöhungen

• NotImplementedError – wenn der Ausdruck mehr als einen Pauli-Term enthält observable . Sollte dieses Problem auftreten, müssen Sie diese Funktion für jedes Pauli-Ziel separat aufrufen.
• ValueError – wenn ein Gatter auf mehr als zwei Qubits wirkt.

Rückgabetyp

dict [ str, PauliLindbladMap ]

compute_backward_bounds(circuit, noise_model_paulis, /, *, evolution_max_terms=1000000, **kwargs)

Berechne die rückwärtsentwickelten Kommutatorgrenzen bei ungleicher Zeit.

Berechnen Sie ausgehend vom Anfang der Schaltung die rückwärtsentwickelten Ungleichzeit-Kommutatorgrenzen für alle Pauli-Fehlerterme jeder verrauschten Schicht in der Zielschaltung.

Das heißt, man berechnet $\| \left[ E_I, \rho_I \right] \|_1$ (unter Verwendung der Schatten-1-Norm, auch bekannt als Kernnorm) für alle Fehlerterme, $E_I$, wobei $\rho_I$ als der Zustand angenommen wird, in dem alle Werte Null sind, $\ket{0 \ldots 0}$, auf allen aktiven Qubits in circuit.

Die Fehlerterme, $E_I$, werden durch … bestimmt noise_model_paulis. Dieses Wörterbuch ordnet Identifikatoren von Rauschmodellen (samplomatic.InjectNoise.ref) einer Liste von Pauli-Fehlertermen zu. Die entsprechenden Begriffe werden immer dann verwendet, wenn während der Iteration über ein BoxOp mit einer passenden Annotation InjectNoise gefunden wird circuit.

Parameter

• circuit (QuantumCircuit) – die Zielschaltung.
• noise_model_paulis (dict[str, QubitSparsePauliList]) – die für jedes Rauschmodell zu berücksichtigenden Pauli-Fehlerterme.
• evolution_max_terms (int) – die maximale Anzahl von Operatorausdrücken, die während der Entwicklung im Blick behalten werden sollen. (Wenn der Operator diese Größe überschreitet, werden die kleinsten Terme abgeschnitten).
• kwargs – Alle weiteren Schlüsselwortargumente werden an weitergeleitet compute_bounds().

Rückgabe

Die rückwärtsentwickelten Kommutatorgrenzen für ungleiche Zeiten.

Rückgabetyp

dict [ str, PauliLindbladMap ]

merge_bounds(circuit, forward_bounds, backward_bounds, /, noise_rates=None, *, is_clifford_circuit=False)

Vordere und hintere Grenzen zusammenführen.

Die Ebene, auf der der Wechsel von der Verwendung von Rückwärtsgrenzen zur Verwendung von Vorwärtsgrenzen stattfindet, ist für alle Qubits gleich. Er wird unter Berücksichtigung der bereitgestellten Trainingsdaten ermittelt noise_rates. Werden diese nicht angegeben, werden einheitliche Lärmpegel angenommen. Auch wenn dies eine unrealistische Annahme ist, kann es dennoch sinnvoll sein, sich die zusammengeführten Begrenzungsbereiche vorab anzusehen.

Parameter

• circuit (QuantumCircuit) – die Zielschaltung.
• forward_bounds (dict[str, PauliLindbladMap] | None) – die vorderen Grenzen (siehe auch compute_forward_bounds()).
• backward_bounds (dict[str, PauliLindbladMap] | None) – die hinteren Schranken (siehe auch compute_backward_bounds()).
• noise_rates (dict[str, PauliLindbladMap | None] | None) – die auf dem Ziel-Backend ermittelten Rauschwerte.
• is_clifford_circuit (bool) – ob die Zielschaltung vollständig Clifford-konform ist.

Rückgabe

Die zusammengeführten Grenzen.

Erhöhungen

• ValueError – wenn beide angegebenen Grenzen gleich sind None.
• KeyError – wenn die einen Schlüssel InjectNoise.modifier_ref enthalten bounds , der im Ziel nicht vorkommt oder circuit dessen nicht gefunden InjectNoise.ref wird.
• ValueError – wenn die Pauli-Terme des Rauschmodells, deren Grenzen für ein gegebenes berechnet werden, zwischen und forward_bounds InjectNoise.modifier_ref nicht übereinstimmen backward_bounds.
• NotImplementedError – wenn ist is_clifford_circuit``True .

Rückgabetyp

dict [ str, PauliLindbladMap ] | None

compute_local_scales(circuit, bounds, /, noise_rates, *, sampling_cost_budget=inf, bias_tolerance=0.0)

Berechnet das Argument local_scales für ein Samplex.

Mit diesem Argument local_scales wird festgelegt, welche einzelnen Fehlerterme gemildert werden sollen.

Entweder oder sampling_cost_budget muss bias_tolerance angegeben werden. Ersteres legt eine Obergrenze für die Stichprobenkosten fest, während Letzteres eine Obergrenze für die noch zulässige Verzerrung festlegt.

Parameter

• circuit (QuantumCircuit) – die Zielschaltung.
• bounds (dict[str, PauliLindbladMap]) – die schraffierten Grenzen des Lichtkegels.
• noise_rates (dict[str, PauliLindbladMap | None]) – die Raten des trainierten Rauschmodells.
• sampling_cost_budget (float) – die maximal zulässigen Kosten für die Stichprobenahme.
• bias_tolerance (float) – die maximal zulässige Abweichung.

Rückgabe

• das Wörterbuch local_scales , das als direkte Eingabe für das … bereitgestellt werden soll samplomatic.samplex.Samplex.inputs().
• der für die Durchführung der Stichprobenziehung erforderliche $\gamma^2$local_scales.
• die verbleibende Verzerrung der mit diesen Schranken berechneten Erwartungswerte.

Rückgabetyp

Ein Tupel der Länge 3, dessen Elemente wie folgt lauten:

Erhöhungen

• ValueError – wenn für beide Nicht-Standardwerte angegeben werden, dann das sampling_cost_budget und das bias_tolerance.
• KeyError – wenn für eine der in vorkommenden Rauschmodell-Kennungen (InjectNoise.ref) kein Eintrag vorhanden noise_rates ist circuit.

compute_bounds(circuit, noise_model_paulis, light_cone, norm_fn, *, backwards, max_num_boxes=None, num_processes=1, timeout=None)

Berechnet die Grenzen für den Kommutator bei ungleicher Zeit.

Bei einer Schaltung mit BoxOp Befehlen mit InjectNoise Annotationen und einer Zuordnung von Rauschmodell-Identifikatoren (InjectNoise.ref) zu einer Liste von Pauli-Fehlertermen (noise_model_paulis) berechnet diese Funktion die Grenzen für den ungleichen Zeitkommutator (die Details hierfür werden durch implementiert norm_fn). Dabei werden nur Gatter berücksichtigt, die innerhalb des Lichtkegels der Observable liegen (initialisiert durch light_cone). Diese berechneten Grenzen bilden die Grundlage für den schattierten Lichtkegel.

Da diese Funktion eine lang andauernde Berechnung durchführt, behandelt sie KeyboardInterrupt Ausnahmen auf elegante Weise, sodass der Benutzer die Berechnung zu einem beliebigen Zeitpunkt abbrechen und dennoch die bis zu diesem Zeitpunkt berechneten Ergebnisse erhalten kann.

Parameter

• circuit (QuantumCircuit) – die Zielschaltung.
• noise_model_paulis (dict[str, QubitSparsePauliList]) – die für jedes Rauschmodell zu berücksichtigenden Pauli-Fehlerterme.
• light_cone (LightCone) – der initialisierte und zustandsbehaftete Tracker LightCone .
• norm_fn (Callable[[Pauli, RotationGates], CommutatorBounds]) – die Funktion, die den spezifischen Kommutator für ungleiche Zeiten implementiert.
• backwards (bool) – ob die Iteration in circuit umgekehrter Reihenfolge erfolgen soll.
• max_num_boxes (int | None) – die maximale Anzahl von Feldern, für die die Grenzen berechnet werden sollen. Als Grenzen für etwaige zusätzliche Felder wird der triviale obere Grenzwert $2.0$ verwendet.
• num_processes (int) – die Anzahl der zu verwendenden parallelen Prozesse.
• timeout (float | None) – ein optionaler Zeitlimit (in Sekunden), nach dessen Ablauf alle verbleibenden Schichten mit trivialen numerischen Grenzen von 2.0. gefüllt werden. Beachten Sie, dass es sich hierbei nicht um eine strikte Zeitüberschreitung handelt und die Ebene, die zum Zeitpunkt des Erreichens dieser Zeitüberschreitung gerade verarbeitet wird, normal abgeschlossen wird.

Rückgabe

Die berechneten Schätzgrenzen für den Kommutator bei ungleicher Zeit.

Rückgabetyp

dict [ str, PauliLindbladMap ]