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Qiskit-Erweiterungen

Qiskit-Erweiterungen (Addons) sind eine Sammlung von Forschungsfunktionen, die die Entdeckung neuer Algorithmen im Utility-Maßstab ermöglichen. Diese Funktionen bauen auf Qiskits leistungsstarker Grundlage von Werkzeugen zum Erstellen und Ausführen von Quantenalgorithmen auf. Sie werden als modulare Softwarekomponenten bereitgestellt, die in einen Workflow eingebunden werden können, um neue Quantenalgorithmen zu skalieren oder zu entwickeln.

Erweiterungen für das Mapping​

Näherungsweise Quantenkompilierung mit Tensornetzwerken​

Die näherungsweise Quantenkompilierung mit Tensornetzwerken (AQC-Tensor) ermöglicht die Konstruktion hochpräziser Circuits mit reduzierter Tiefe.

Multi-Produkt-Formeln​

Multi-Produkt-Formeln (MPF) reduzieren den Trotter-Fehler der Hamiltonschen Dynamik durch eine gewichtete Kombination mehrerer Circuit-Ausführungen.

Optimierungs-Mapper​

Das Optimierungs-Mapper-Addon enthält Funktionen zur Modellierung von Optimierungsproblemen, indem diese in abstrakten Modellen formuliert und anschließend in Darstellungen umgewandelt werden, die ein Quantencomputer verarbeiten kann.

Erweiterungen zur Optimierung​

Operator-Rückwärtspropagation​

Die Operator-Rückwärtspropagation (OBP) reduziert die Circuit-Tiefe, indem Operationen vom Ende des Circuits entfernt werden – auf Kosten von mehr Operator-Messungen.

Circuit-Cutting​

Circuit-Cutting reduziert die Tiefe transpilierter Circuits, indem verschränkende Gates zwischen nicht benachbarten Qubits zerlegt werden.

Erweiterungen für die Nachverarbeitung​

Stichprobenbasierte Quantendiagonalisierung​

Die stichprobenbasierte Quantendiagonalisierung (SQD) verarbeitet verrauschte Quantenmesswerte klassisch nach, um genauere Eigenwertschätzungen von Hamiltonoperatoren quantenmechanischer Systeme zu erzielen – beispielsweise in chemischen Anwendungen.

SQD für HPC​

Dieses Addon ist eine HPC-fähige Implementierung des SQD-Addons. Es ist in modernem C++17-Standard geschrieben und darauf ausgelegt, eine einzelne kompilierte Binärdatei für den Einsatz mit MPI zu erstellen.

Erweiterungen zur Fehlerminderung​

M3 (mthree)​

Matrix-freie Messfehlerminderung (M3) ist ein Paket zur skalierbaren Minderung von Quantenmessfehlern, das parallel berechnet werden kann.

  • Besuche die Dokumentation für Anleitungen, Tutorials und API-Referenzen.
  • Besuche die GitHub-Seite des Pakets.

Abgeschattete Lichtkegel​

Das Addon für abgeschattete Lichtkegel nutzt Pauli-Propagation, um die Anzahl der Fehlerterme in einem Rauschmodell zu reduzieren, die gemindert werden müssen – abgestimmt auf die Eigenschaften der Ziel-Observablen. Dies hat den Effekt, den Stichprobenaufwand für Workflows zur probabilistischen Fehleraufhebung (PEC) zu verringern.

  • Besuche die Dokumentation für Anleitungen, Tutorials und API-Referenzen.

Propagierte Rauschunterdrückung​

Die propagierte Rauschunterdrückung (PNA) nutzt Pauli-Propagation, um Informationen aus einem Rauschmodell in eine Ziel-Observable zu übertragen. Das Messen dieser modifizierten Observablen hat den Effekt, das durch das Modell dargestellte Rauschen zu mindern.

  • Besuche die Dokumentation für Anleitungen, Tutorials und API-Referenzen.