Überblick über Rauschmanagement-Techniken
Beim Ausführen von Quanten-Workloads gibt es mehrere Möglichkeiten, den Einfluss von Rauschen zu reduzieren. Die Open-Source-Qiskit-Addons bieten Fehlermindrungs- und Fehlersuppressionstechniken, die sich direkt in deinen Entwicklungsworkflow integrieren lassen, während Qiskit Runtime beim Einreichen von Jobs zur Ausführung automatisch fortschrittliche Fehlerminderungsstrategien anwendet. Diese Seite indiziert alle verfügbaren Werkzeuge und Funktionen beider Optionen, damit du den richtigen Ansatz zur Rauschverwaltung beim Erstellen von Quanten-Workloads wählen kannst.
Allgemeine Rauschmanagement-Techniken
Gerichtetes Ausführungsmodell
Feinabstimmung von Fehlerminderung und anderen Techniken, indem Designabsichten auf der Client-Seite erfasst und die kostspielige Erzeugung von Circuit-Varianten auf die Server-Seite verlagert wird.
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Dynamisches Entkoppeln
Fügt Pulssequenzen auf ruhenden Qubits ein, um Kohärenzfehler zu unterdrücken, die durch unerwünschte Wechselwirkungen zwischen Qubits während der Circuit-Ausführung verursacht werden.
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Pauli-Twirling
Eine rauschformende Technik, die jeden Rauschkanal in einen Pauli-Kanal mit einer spezifischeren Struktur umwandelt; wird häufig mit anderen Fehlerminderungstechniken kombiniert, die gut mit Pauli-Rauschen funktionieren.
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AQC-Tensor Qiskit Addon
Nutzer können den Anfangsteil eines Circuits in eine nahezu äquivalente Näherung dieses Circuits kompilieren, jedoch mit weniger Schichten.
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Fehlerminderung für die Erwartungswertschätzung
Twirled Readout Error Extinction (TREX)
Fehlerminderungswerkzeug innerhalb von Qiskit Runtime, das die Auswirkungen von Messfehlern mindert, indem es diese zufällig durch eine getwirlete Messsequenz ersetzt.
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Zero-Noise Extrapolation (ZNE)
Fehlerminderungstechnik, die den Erwartungswert bei verschiedenen Rauschpegeln berechnet und dann das ideale Ergebnis schätzt, indem die verrauschten Erwartungswerte auf das Rauschfreie-Limit extrapoliert werden.
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Probabilistische Fehleramplifikation (PEA)
ZNE-Technik, bei der zunächst Vorexperimente durchgeführt werden, um ein getwirleltes Rauschmodell des Circuits zu erlernen, das dann für eine genauere Fehleramplifikation verwendet wird.
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Probabilistische Fehlerkompensation (PEC)
Liefert eine unverfälschte Schätzung des Erwartungswertes, allerdings mit größerem Aufwand als andere Techniken wie ZNE. Sie extrapoliert die Ausgabe des idealen Circuits durch Ausführen verschiedener verrauschter Circuit-Instanzen.
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PEC mit schattigen Lichtkegeln
Eine modifizierte PEC-Technik, die Pauli-Propagation verwendet, um die Anzahl der im Rauschmodell berücksichtigten Fehlerterme gemäß den Besonderheiten der Zielobservablen zu reduzieren.
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Operator-Rückpropagation (OBP)
Verwendet eine Methode auf Basis der Clifford-Störungstheorie, um die Circuit-Tiefe zu reduzieren, indem Operationen von dessen Ende entfernt werden – auf Kosten weiterer Operator-Messungen.
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Propagierte Rauschaufnahme (PNA)
Technik zur Minderung von Fehlern in Erwartungswerten von Observablen, indem die Inversen gelernter Rauschkanäle mithilfe von Pauli-Propagation in eine Observable 'absorbiert' werden.
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Fehlerminderung für Stichprobenergebnisse
Sample-basierte Quantendiagonalisierung (SQD)
Implementiert eine Technik zur Bestimmung von Eigenwerten und Eigenvektoren quantenmechanischer Operatoren, wie z. B. eines Quanten-System-Hamiltonians, durch die gemeinsame Nutzung von Quanten- und verteiltem klassischen Computing.
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SQD für HPC
Eine HPC-fähige Implementierung des SQD-Addons. Sie ist in modernem C++17-Standard geschrieben und darauf ausgelegt, eine einzelne kompilierte Binärdatei für die Verwendung mit MPI zu erstellen.
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Matrix-freie Messfehlerminderung
Matrix-freie Messfehlerminderung (M3) ist ein Paket für skalierbare Quanten-Messfehlerminderung, das parallel berechnet werden kann.
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