{ "cells": [ { "cell_type": "markdown", "id": "3a5616bf-6edb-4539-872a-03217649edcb", "metadata": {}, "source": [ "---\n", "title: \"Criar um gerenciador de passes para desacoplamento dinâmico\"\n", "description: \"Como criar um gerenciador de passagem para desacoplamento dinâmico no Qiskit.\"\n", "---\n", "\n", "\n", "\n", "# Criar um gerenciador de passes para desacoplamento dinâmico\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "a5662d8c-46f8-40a8-92b5-af63c32d303f", "metadata": { "tags": [ "version-info" ] }, "source": [ "{/*\n", " DO NOT EDIT THIS CELL!!!\n", " This cell's content is generated automatically by a script. Anything you add\n", " here will be removed next time the notebook is run. To add new content, create\n", " a new cell before or after this one.\n", " */}\n", "\n", "\n", " \n", " O código desta página foi desenvolvido usando os seguintes requisitos.\n", " Recomendamos o uso dessas versões ou de versões mais recentes.\n", "\n", " ```\n", " qiskit[all]~=2.5.0\n", " qiskit-ibm-runtime~=0.47.0\n", " ```\n", " \n", "\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "1ed6dc8d-b6f2-43dc-bb40-ceec0f311764", "metadata": {}, "source": [ "Esta página demonstra como usar o [`PadDynamicalDecoupling`](/docs/api/qiskit/qiskit.transpiler.passes.PadDynamicalDecoupling) para adicionar uma técnica de supressão de erros chamada *desacoplamento dinâmico* ao circuito.\n", "\n", "O desacoplamento dinâmico funciona adicionando sequências de pulso (conhecidas como *sequências de desacoplamento dinâmico* ) a qubits ociosos para girá-los em torno da esfera de Bloch, o que cancela o efeito dos canais de ruído, suprimindo assim a decoerência. Essas sequências de pulsos são semelhantes aos pulsos de reorientação usados na ressonância magnética nuclear. Para obter uma descrição completa, consulte [A Quantum Engineer's Guide to Superconducting Qubits (Guia do engenheiro quântico para Qubits supercondutores](https://arxiv.org/abs/1904.06560) ).\n", "\n", "Como a passagem `PadDynamicalDecoupling` opera somente em circuitos programados e envolve portas que não são necessariamente portas de base do nosso alvo, você precisará dos parâmetros [`ALAPScheduleAnalysis`](/docs/api/qiskit/qiskit.transpiler.passes.ALAPScheduleAnalysis) e [`BasisTranslator`](/docs/api/qiskit/qiskit.transpiler.passes.BasisTranslator) também.\n", "\n", "Obtenha as `target` informações do `backend` e salve os nomes das operações como, `basis_gates` pois o `target` precisará ser modificado para adicionar informações de temporização para as portas utilizadas no desacoplamento dinâmico.\n", "\n", "\n", " Nestes exemplos, é utilizado o backend `FakeSherbrooke``qiskit_ibm_runtime` simulado do, mas você pode testá-lo em qualquer backend real ou simulado compatível com o Qiskit. Seus resultados podem ser diferentes.\n", "\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 1, "id": "c55c6e3b-4016-4866-b2ec-19793e89d215", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "from qiskit_ibm_runtime.fake_provider import FakeSherbrooke\n", "\n", "backend = FakeSherbrooke()\n", "\n", "target = backend.target\n", "basis_gates = list(target.operation_names)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "b8dfccd9-30c9-48dc-88bc-50af3256f187", "metadata": {}, "source": [ "Crie um circuito `efficient_su2` como exemplo. Primeiro, transpile o circuito para o backend porque os pulsos de desacoplamento dinâmico precisam ser adicionados depois que o circuito tiver sido transpilado e programado. A dissociação dinâmica geralmente funciona melhor quando há muito tempo ocioso nos circuitos quânticos, ou seja, há qubits que não estão sendo usados enquanto outros estão ativos. Esse é o caso desse circuito porque as portas de dois qubits `ecr` são aplicadas sequencialmente nesse ansatz.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 2, "id": "9479a60c-d5d0-45c7-a93e-a2a488ba8985", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 2, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "from qiskit.transpiler import generate_preset_pass_manager\n", "from qiskit.circuit.library import efficient_su2\n", "\n", "qc = efficient_su2(12, entanglement=\"circular\", reps=1)\n", "pm = generate_preset_pass_manager(1, target=target, seed_transpiler=12345)\n", "qc_t = pm.run(qc)\n", "qc_t.draw(\"mpl\", fold=-1, idle_wires=False)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "d3ab848d-2782-431c-b028-69a46cf94360", "metadata": {}, "source": [ "Uma sequência de desacoplamento dinâmico é uma série de portas que compõem a identidade e são espaçadas regularmente no tempo. Por exemplo, comece criando uma sequência simples chamada XY4 que consiste em quatro portas.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 3, "id": "368df772-aee7-4b59-b096-a47e5bc94577", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "from qiskit.circuit.library import XGate, YGate\n", "\n", "X = XGate()\n", "Y = YGate()\n", "\n", "dd_sequence = [X, Y, X, Y]" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "d5eafd85-6fea-42ac-8bcb-0abf15635456", "metadata": {}, "source": [ "Devido ao tempo regular das sequências de desacoplamento dinâmico, as informações sobre o `YGate` devem ser adicionadas ao `target` porque ele *não* é um portão básico, ao passo que o `XGate` é. Sabemos *a priori* que o `YGate` tem a mesma duração e erro que o `XGate`, portanto, podemos simplesmente recuperar essas propriedades do `target` e adicioná-las de volta aos `YGate` objetos. É também por isso que os `basis_gates` foram salvos separadamente, já que estamos adicionando a `YGate` instrução ao, `target` embora não seja um portão base real do `ibm_fez`.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 4, "id": "cabac6ca-c845-4c05-8c7d-2940717b3120", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "from qiskit.transpiler import InstructionProperties\n", "\n", "y_gate_properties = {}\n", "for qubit in range(target.num_qubits):\n", " y_gate_properties.update(\n", " {\n", " (qubit,): InstructionProperties(\n", " duration=target[\"x\"][(qubit,)].duration,\n", " error=target[\"x\"][(qubit,)].error,\n", " )\n", " }\n", " )\n", "\n", "target.add_instruction(YGate(), y_gate_properties)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "d33f64d6-c4e3-4881-a924-f30dfce35106", "metadata": {}, "source": [ "Os circuitos Ansatz, como o `efficient_su2` , são parametrizados, portanto, devem ter um valor vinculado a eles antes de serem enviados ao backend. Aqui, atribua parâmetros aleatórios.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 5, "id": "788839cc-9378-4c9d-95fd-df0ec6bc2d64", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "import numpy as np\n", "\n", "rng = np.random.default_rng(1234)\n", "qc_t.assign_parameters(\n", " rng.uniform(-np.pi, np.pi, qc_t.num_parameters), inplace=True\n", ")" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "36d54ded-1786-41c0-9c8a-75f339dbd160", "metadata": {}, "source": [ "Em seguida, execute os passes personalizados. Instanciar o `PassManager` com `ALAPScheduleAnalysis` e `PadDynamicalDecoupling`. Execute `ALAPScheduleAnalysis` primeiro para adicionar informações de tempo sobre o circuito quântico antes que as sequências de desacoplamento dinâmico com espaçamento regular possam ser adicionadas. Esses passes são executados no circuito com `.run()`.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 6, "id": "334796e7-fb37-42fa-be54-4135b485246b", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ "from qiskit.transpiler import PassManager\n", "from qiskit.transpiler.passes.scheduling import (\n", " ALAPScheduleAnalysis,\n", " PadDynamicalDecoupling,\n", ")\n", "\n", "dd_pm = PassManager(\n", " [\n", " ALAPScheduleAnalysis(target=target),\n", " PadDynamicalDecoupling(target=target, dd_sequence=dd_sequence),\n", " ]\n", ")\n", "qc_dd = dd_pm.run(qc_t)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "b0f68880-066c-4586-a27c-5d0f90d674f7", "metadata": {}, "source": [ "Use a ferramenta de [`timeline_drawer`](/docs/api/qiskit/qiskit.visualization.timeline_drawer) visualização para ver o tempo do circuito e confirmar que uma sequência regularmente espaçada de `XGate` objetos e `YGate` objetos aparece no circuito.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 7, "id": "7a552621-a96f-4bb8-ae9b-4ab5a65bbb64", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 7, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "from qiskit.visualization import timeline_drawer\n", "\n", "timeline_drawer(qc_dd, idle_wires=False, target=target)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "836a4094-0e55-4028-9e2e-cdf561d27049", "metadata": {}, "source": [ "Por fim, como o `YGate` não é um portão de base real do nosso backend, aplique manualmente a passagem `BasisTranslator` (essa é uma passagem padrão, mas é executada antes do agendamento, portanto, precisa ser aplicada novamente). A biblioteca de equivalência de sessão é uma biblioteca de equivalências de circuitos que permite que o transpilador decomponha os circuitos em portas de base, conforme também especificado como um argumento.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 8, "id": "f0f4b29d-1c95-47d2-a7ad-8e130eaff74a", "metadata": {}, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "\"Output" ] }, "execution_count": 8, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "from qiskit.circuit.equivalence_library import (\n", " SessionEquivalenceLibrary as sel,\n", ")\n", "from qiskit.transpiler.passes import BasisTranslator\n", "\n", "qc_dd = BasisTranslator(sel, basis_gates)(qc_dd)\n", "qc_dd.draw(\"mpl\", fold=-1, idle_wires=False)" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "fafca471-0042-41f8-964c-606b4ee0d5cd", "metadata": {}, "source": [ "Agora, `YGate` os objetos estão ausentes do nosso circuito e há informações explícitas de temporização na forma de `Delay` portas. Este circuito transposto com desacoplamento dinâmico está agora pronto para ser enviado para o backend.\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "id": "95fee5f9-9e7d-47db-83c2-309ca03d357a", "metadata": {}, "source": [ "\n", "\n", "## Próximas etapas\n", "\n", "\n", " * Para saber como usar a função `generate_preset_passmanager` em vez de escrever seus próprios passes, comece pelo tópico [Definições padrão de transpilação e opções de configuração](defaults-and-configuration-options).\n", " * Experimente o guia [Comparar configurações do transpiler](/docs/guides/circuit-transpilation-settings#compare-transpiler-settings).\n", " * Consulte [a documentação da API Transpile](https://docs.quantum-computing.ibm.com/api/qiskit/transpiler).\n", "\n", "\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "id": "a1b8767d", "source": "© IBM Corp., 2017-2026" } ], "metadata": { "kernelspec": { "display_name": "Python 3", "language": "python", "name": "python3" }, "language_info": { "codemirror_mode": { "name": "ipython", "version": 3 }, "file_extension": ".py", "mimetype": "text/x-python", "name": "python", "nbconvert_exporter": "python", "pygments_lexer": "ipython3", "version": "3" } }, "nbformat": 4, "nbformat_minor": 4 }