Cones de luz sombreados (SLC)
qiskit-addon-slc é um pacote para calcular o cone de luz sombreado (SLC) [1] de um observável em relação a um circuito quântico. No contexto do cancelamento probabilístico de erros (PEC), os cones de luz sombreados são semelhantes aos cones de luz binários convencionais, na medida em que a não correção de erros fora do cone de luz pode reduzir a variância (ou seja, o custo de amostragem). O sombreamento do cone de luz permite levar essa estratégia ainda mais longe, atribuindo escalas aos geradores de erros de Pauli dentro do cone de luz causal. Erros aos quais são atribuídas escalas menores têm menor efeito sobre a variável observável; exclui-los do modelo de ruído pode reduzir a variância (ou seja, o custo de amostragem) em troca de algum viés. O pacote qiskit-addon-slc oferece aos usuários a capacidade de realizar sombreamento por cone de luz e controlar o equilíbrio entre custo de amostragem e viés.
Introdução
Um guia simples para ajudá-lo a começar rapidamente a usar este pacote está disponível no guia de início rápido.
Exemplos de Caso de Uso
Essa técnica tem sido utilizada para melhorar o custo de amostragem do PEC em um circuito de Ising espelhado de 20 qubits [tutorial].
Discussão técnica
Visão geral do método
Os cones de luz sombreados são calculados e utilizados em 5 etapas:
- Calcular um limite para o efeito de cada termo de erro de Pauli sobre o observável no final do circuito (limite direto)
- Calcular um limite para o efeito de cada termo de erro de Pauli no estado inicial no início do circuito (limite para trás)
- Calcule uma estimativa da contribuição de viés para cada termo de erro de Pauli utilizando os limites de avanço/retrocesso e a taxa de erro do termo
- Priorize os termos de erro com base em sua taxa de erro e seus limites. Trunque os termos do modelo de ruído que tenham menor efeito sobre o valor esperado observável até que seja atingida a tolerância de viés especificada pelo usuário. Como alternativa, é possível adicionar os termos de erro de maior impacto a um modelo de ruído até que o orçamento de custo de amostragem especificado pelo usuário seja atingido.
- Mitigar o modelo de ruído truncado. Utilizando o modelo de execução direcionada descrito em Qiskit Runtime, é simples especificar quais termos de erro devem ser ignorados durante a amostragem PEC. Consulte o tutorial para obter mais detalhes.
Recursos de software
- Cálculo paralelo assíncrono com restrições
- Propagação acelerada pela ferrugem
- Permite o cálculo antecipado dos limites (ou seja, antes do aprendizado efetivo do ruído)
Problemas conhecidos
- O Windows não é compatível
- InjectNoise(site=”before” ) não é compatível
- Não oferece suporte à fusão de limites com granularidade fina
Trabalhos futuros
- Cálculo de autovalores acelerado por Rust para a determinação de limites de avanço
- Guias adicionais em breve
contribuindo
O código-fonte está disponível em GitHub.
O guia do desenvolvedor está disponível em CONTRIBUTING.md, na raiz do repositório deste projeto. Ao participar, espera-se que você respeite o código de conduta do Qiskit.
Utilizamos os tickets d GitHub para acompanhar solicitações e bugs.
Citando este pacote
Caso utilize este pacote em sua pesquisa, use o arquivo CITATION.bib no repositório deste projeto para citar a(s) referência(s) apropriada(s).
Licença
Política de descontinuação
Seguimos o sistema de versionamento semântico. Ocasionalmente, podemos realizar alterações significativas com o objetivo de melhorar a experiência do usuário. Sempre que possível, manteremos as interfaces antigas e as marcaremos como obsoletas, desde que possam coexistir com as novas. Cada melhoria significativa, alteração que implique incompatibilidade ou descontinuação será documentada nas notas de lançamento.
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Referências
- Andrew Eddins e outros, Sombreamento de cones de luz para mitigação de erros quânticos acelerada de forma clássica, arXiv:2409.04401v1 [quant-ph].