PadDynamicalDecoupling

class PadDynamicalDecoupling(*args, **kwargs)

Bases : BlockBasePadder

Passe d'insertion de découplage dynamique pour IBM circuits dynamiques.

Ce laissez-passer fonctionne sur un circuit physique programmé. Il recherche dans le circuit les périodes d'inactivité (c'est-à-dire celles qui contiennent des instructions de retard) et insère une séquence de portes DD à ces endroits. Ces portes équivalent à l'identité et ne modifient donc pas l'action logique du circuit, mais ont pour effet d'atténuer la décohérence pendant les périodes d'inactivité. Dans un cas particulier, la passe autorise une séquence length-1 (par exemple [XGate()] ). Dans ce cas, l'insertion de DD ne se produit que lorsque l'inverse de la porte peut être absorbé par une porte voisine dans le circuit (nous remplacerions donc toujours Delay par quelque chose d'équivalent à l'identité). Cela peut être utilisé, par exemple, comme un écho de Hahn. Ce passage permet de s'assurer que la séquence insérée préserve exactement le circuit (y compris la phase globale).

import numpy as np
from qiskit.circuit import QuantumCircuit
from qiskit.circuit.library import XGate
from qiskit.transpiler import PassManager, InstructionDurations
from qiskit.visualization import timeline_drawer

from qiskit_ibm_runtime.transpiler.passes.scheduling import ALAPScheduleAnalysis
from qiskit_ibm_runtime.transpiler.passes.scheduling import PadDynamicalDecoupling

circ = QuantumCircuit(4)
circ.h(0)
circ.cx(0, 1)
circ.cx(1, 2)
circ.cx(2, 3)
circ.measure_all()
durations = InstructionDurations(
    [("h", 0, 50), ("cx", [0, 1], 700), ("reset", None, 10),
     ("cx", [1, 2], 200), ("cx", [2, 3], 300),
     ("x", None, 50), ("measure", None, 1000)]
)

# balanced X-X sequence on all qubits
dd_sequence = [XGate(), XGate()]
pm = PassManager([ALAPScheduleAnalysis(durations),
                  PadDynamicalDecoupling(durations, dd_sequence)])
circ_dd = pm.run(circ)
circ_dd.draw('mpl', style="iqp")

# Uhrig sequence on qubit 0
n = 8
dd_sequence = [XGate()] * n
def uhrig_pulse_location(k):
    return np.sin(np.pi * (k + 1) / (2 * n + 2)) ** 2
spacings = []
for k in range(n):
    spacings.append(uhrig_pulse_location(k) - sum(spacings))
spacings.append(1 - sum(spacings))
pm = PassManager(
    [
        ALAPScheduleAnalysis(durations),
        PadDynamicalDecoupling(durations, dd_sequence, qubits=[0], spacings=spacings),
    ]
)
circ_dd = pm.run(circ)
circ_dd.draw('mpl', style="iqp")

Paramètres

• durées - Durées des instructions à utiliser dans l'ordonnancement.

• dd_sequences - Séquence de portes à appliquer dans les zones inactives. Il est également possible de fournir une liste de séquences de portes qui seront insérées de préférence en cas de retard d'une durée suffisante. Elle peut être réglée à l'aide du logiciel sequence_min_length_ratios fourni en option.

• qubits - Qubits physiques sur lesquels appliquer le DD. Si elle est nulle, tous les qubits seront soumis au DD (lorsque cela est possible).

• espacements - Une liste de listes d'espacements entre les portes DD. La marge de manœuvre disponible sera répartie en fonction de ces éléments. La longueur de la liste doit être supérieure d'une unité à la longueur de dd_sequence, et la somme des éléments doit être égale à 1. Si aucun, un espacement équilibré sera utilisé [d/2, d, d, …, d, d, d/2]. Cet espacement ne s'applique qu'au premier sous-circuit, si une adresse coupling_map est spécifiée

• skip_reset_qubits - Si True, n'insère pas de DD sur les périodes d'inactivité qui suivent immédiatement les qubits initialisés/réinitialisés (car les qubits à l'état fondamental sont moins sensibles à la décohérence).

• pulse_alignment - Contraintes matérielles pour l'allocation de la grille temporelle. Elle est généralement fournie par le site backend.configuration().timing_constraints. Si elle est fournie, la longueur du délai, c'est-à-dire spacing, est implicitement ajustée pour satisfaire cette contrainte.

• extra_slack_distribution -

  Option permettant de contrôler le comportement de la génération de séquences DD. La durée de la séquence DD doit être identique à une période d'inactivité dans le circuit quantique programmé; toutefois, le retard entre les portes composant la séquence doit être un nombre entier en unités de dt, et il peut être encore tronqué lorsque pulse_alignment est spécifié. Il en résulte parfois que la durée de la séquence créée est plus courte que le temps d'inactivité que vous souhaitez remplir avec la séquence, c'est-à-dire qu'il y a plus de marge de manœuvre. Cette option prend les valeurs suivantes.

  • "middle" : Mettez le mou supplémentaire à l'intervalle au milieu de la séquence.

  • « bords » : Répartissez le surplus de longueur aussi uniformément que possible entre

    des intervalles au début et à la fin de la séquence.

• sequence_min_length_ratios - Liste des rapports minimaux entre la longueur du délai et la séquence DD à respecter pour insérer la séquence DD. Par exemple, si la séquence de découplage dynamique X-X est longue de 320dt échantillons et que le délai disponible est de 384dt, le rapport est de 384dt/320dt=1.2. Du point de vue du découplage dynamique, cela risque d'ajouter plus de bruit de contrôle que de réduire le taux d'erreur du découplage. La valeur par défaut est 2.0.

• insert_multiple_cycles - Si la durée disponible est supérieure à 2*sequence_min_length_ratio*duration(dd_sequence ), activer l'insertion de plusieurs cycles de la séquence de découplage dynamique dans ce délai.

• coupling_map - graphe orienté représentant la carte de couplage de l'appareil. La spécification d'une carte de couplage divise le dispositif en sous-circuits, afin d'appliquer des séquences DD avec différents intervalles d'impulsions dans chacun d'eux. Actuellement, 2 sous-circuits sont pris en charge.

• alt_spacings - Une liste de listes d'espacements entre les portes DD, pour le deuxième sous-circuit, tel que déterminé par la carte de couplage. Si la valeur est nulle, un espacement équilibré décalé par rapport au premier sous-circuit sera utilisé [d, d, d,..., d, d, 0.]

• schedule_idle_qubits - Définit à true si vous souhaitez qu'un délai soit inséré sur les qubits inactifs. Ceci est utile pour la visualisation de la chronologie, mais peut poser des problèmes d'exécution sur des backends de grande taille.

• dd_barrier - appliquer DD uniquement aux retards se terminant par une barrière dont l'étiquette contient la chaîne spécifiée

• block_ordering_callable - Un callable utilisé pour produire un ordre des nœuds afin de minimiser le nombre de blocs nécessaires. S'il n'est pas fourni, block_order_op_nodes() sera utilisé.

• cible – La cible de compilation du backend.

Augmentations

• TranspilerError - Lorsque la séquence DD spécifiée n'est pas valide.
• TranspilerError - Lorsqu'une porte d'impulsion dont la durée n'est pas multiple de la valeur de la contrainte d'alignement est trouvée.
• TranspilerError - Lorsque la carte de couplage n'est pas prise en charge (c'est-à-dire si le degré > 3)

Attributs

is_analysis_pass

is_transformation_pass

Méthodes

__call__

execute

name

run

update_status