Penyedia Quantinuum

Quantinuum menyediakan akses ke sistem trapped-ion dengan fidelitas tinggi, qubit yang terhubung sepenuhnya, dan kemampuan untuk melakukan pengukuran pertengahan sirkuit.

• Penerbit: Quantinuum
• ID Penyedia: quantinuum

Target

Berikut ini targets tersedia dari penyedia ini:

Quantinuum targets sesuai dengan QIR Adaptive RI profil. Untuk informasi selengkapnya tentang profil ini target dan batasannya, lihat Memahami target jenis profil di Azure Quantum.

Semua quantinuum targets sekarang mendukung sirkuit hibrid terintegrasi. Untuk informasi selengkapnya tentang mengirimkan pekerjaan hibrid terintegrasi, lihat Komputasi hibrid terintegrasi.

Untuk mulai menggunakan penyedia Quantinuum di Azure Quantum, lihat Mulai menggunakan Q# dan notebook Azure Quantum.

Pemeriksa Sintaks

Sebaiknya pengguna terlebih dahulu memvalidasi kode mereka menggunakan Pemeriksa Sintaks. Ini adalah alat untuk memverifikasi sintaks yang tepat, penyelesaian kompilasi, dan kompatibilitas mesin. Pemeriksa Sintaks menggunakan pengkompilasi yang sama dengan komputer kuantum mereka target. Misalnya, pemeriksa sintaks H1-1 menggunakan pengkompilasi yang sama dengan H1-1. Tumpukan kompilasi penuh dijalankan dengan pengecualian operasi kuantum aktual. Jika kode dikompilasi, pemeriksa sintaks mengembalikan success status dan hasil dari semua 0. Jika kode tidak dikompilasi, pemeriksa sintaks mengembalikan status gagal dan memberikan kesalahan yang dikembalikan untuk membantu pengguna men-debug sintaks sirkuit mereka. Pemeriksa Sintaks memungkinkan pengembang untuk memvalidasi kode mereka kapan saja, bahkan ketika mesin offline.

• Jenis Pekerjaan: Simulation
• Format Data: honeywell.openqasm.v1, honeywell.qir.v1
• ID Target:
  • Pemeriksa Sintaks H1-1: quantinuum.sim.h1-1sc
  • Pemeriksa Sintaks H2-1: quantinuum.sim.h2-1sc
  • Pemeriksa Sintaks H2-2: quantinuum.sim.h2-2sc
• Profil Eksekusi Target: QIR Adaptive RI

Penggunaan Pemeriksa Sintaks ditawarkan secara gratis.

Emulator H1 Model Sistem

Setelah memvalidasi sintaks kode mereka dengan Pemeriksa Sintaks, pengguna dapat memanfaatkan Emulator Model Sistem H1 Quantinuum, alat emulasi yang berisi model fisik terperinci dan model kebisingan realistis dari perangkat keras System Model H1 yang sebenarnya. Model kebisingan berasal dari karakterisasi terperinci dari perangkat keras. Emulator Model Sistem H1 menggunakan API yang identik untuk pengiriman pekerjaan sebagai perangkat keras Model Sistem H1, memungkinkan transisi yang mulus dari emulasi ke perangkat keras. Untuk membantu memaksimalkan produktivitas dan mempersingkat waktu pengembangan, Emulator Model Sistem H1 tersedia bahkan saat perangkat keras offline.

Informasi selengkapnya dapat ditemukan di Lembar Data Produk Emulator Model Sistem H1 yang ditemukan di halaman Model Sistem H1 .

• Jenis Pekerjaan: Simulation
• Format Data: quantinuum.openqasm.v1
• ID Target:
  • Emulator H1-1: quantinuum.sim.h1-1e
• Profil Eksekusi Target: QIR Adaptive RI

Penggunaan Emulator Model Sistem H1 ditawarkan secara gratis dengan langganan perangkat keras. Untuk detailnya, lihat Harga Azure Quantum.

Emulator Quantinuum (berbasis cloud)

Emulator Quantinuum tersedia secara gratis di halaman Code dengan Azure Quantum di situs web Azure Quantum, tempat Anda dapat menulis kode Q# dan mengirimkan pekerjaan Anda ke Emulator Quantinuum tanpa akun Azure. Quantinuum Emulator adalah emulator kuantum berbasis statevector yang menggunakan model kebisingan fisik yang realistis dan parameter kesalahan umum berdasarkan performa umum komputer kuantum System Model H1. Simulasi kuantum yang dilakukan sama dengan Emulator Model Sistem H1 tetapi rutinitas pengoptimalan sirkuit klasik dikurangi untuk meningkatkan throughput. Dukungan untuk komputasi Hibrid Terintegrasi direncanakan untuk tanggal mendatang.

Model Sistem H1

Komputer kuantum generasi System Model H1, Powered by Honeywell, terdiri dari perangkat quantum charge-coupled (QCCD) dengan satu bagian linier dan saat ini mencakup satu mesin targets: H1-1. Pengguna didorong untuk menguji kompatibilitas kode mereka dengan H1-1 dengan mengirimkan pekerjaan ke pemeriksa sintaks dan Emulator Model Sistem H1 sebelum mengirimkannya ke target mesin.

Mesin Model Sistem H1 terus ditingkatkan sepanjang siklus hidup produknya. Pengguna diberikan akses ke perangkat keras paling mutakhir, canggih, dan mumpuni yang tersedia.

Informasi selengkapnya dapat ditemukan di Lembar Data Produk Model Sistem H1 yang ditemukan di halaman Model Sistem H1 .

• Jenis Pekerjaan: Quantum Program
• Format Data: honeywell.openqasm.v1, honeywell.qir.v1
• ID Target:
  • H1-1: quantinuum.qpu.h1-1
• Profil Eksekusi Target: QIR Adaptive RI

Emulator H2 Model Sistem

Setelah memvalidasi sintaks kode mereka dengan Pemeriksa Sintaks H2-1, pengguna dapat memanfaatkan Emulator Model Sistem H2 Quantinuum, alat emulasi yang berisi model fisik terperinci dan model kebisingan realistis dari perangkat keras Model Sistem H2 yang sebenarnya. Informasi selengkapnya tentang model kebisingan dapat ditemukan di Lembar Data Produk Emulator Model Sistem H2 yang ditemukan di halaman Model Sistem H2 . Emulator Model Sistem H2 menggunakan API yang identik untuk pengiriman pekerjaan sebagai perangkat keras Model Sistem H2, memungkinkan transisi yang mulus dari emulasi ke perangkat keras. Untuk membantu memaksimalkan produktivitas dan mempersingkat waktu pengembangan, Emulator H2 tersedia bahkan saat perangkat keras offline.

• Jenis Pekerjaan: Simulation
• Format Data: quantinuum.openqasm.v1
• ID Target:
  • Emulator H2-1: quantinuum.sim.h2-1e
  • Emulator H2-2: quantinuum.sim.h2-2e
• Profil Eksekusi Target: QIR Adaptive RI

Penggunaan Emulator Model Sistem H2 ditawarkan secara gratis dengan langganan perangkat keras. Untuk detailnya, lihat Harga Azure Quantum.

Model Sistem H2

Quantinuum System Model H2 generasi komputer kuantum, Powered by Honeywell, terdiri dari perangkat quantum charge-coupled (QCCD) dengan dua bagian linier yang terhubung dan saat ini memiliki 1 mesin, H2-1. Informasi selengkapnya dapat ditemukan di Lembar Data Produk Model Sistem H2 yang ditemukan di halaman Model Sistem H2 . Pengguna didorong untuk menguji kompatibilitas kode mereka dengan mengirimkan pekerjaan ke pemeriksa sintaksis dan Emulator Model Sistem H2 sebelum mengirimkannya ke target komputer.

Jika pengguna mengirimkan pekerjaan ke komputer H2-1 dan komputer H2-1 tidak tersedia, pekerjaan tetap berada dalam antrean mesin tersebut sampai komputer tersedia.

Perangkat keras Model Sistem H2 terus ditingkatkan sepanjang siklus hidup produknya. Pengguna diberikan akses ke perangkat keras paling mutakhir, canggih, dan mumpuni yang tersedia.

• Jenis Pekerjaan: Quantum Program
• Format Data: quantinuum.openqasm.v1
• ID Target:
  • H2-1: quantinuum.qpu.h2-1
  • H2-2: quantinuum.qpu.h2-2
• Profil Eksekusi Target: QIR Adaptive RI

Spesifikasi Teknis Model Sistem H1 dan H2

Detail teknis untuk Model Sistem H1 dan Model Sistem H2 dapat ditemukan di lembar data produk Quantinuum pada halaman Model Sistem H1 dan Model Sistem H2 bersama tautan ke spesifikasi Quantinuum dan repositori data volume kuantum dan cara mengutip penggunaan sistem Quantinuum.

Kemampuan Tambahan

Kemampuan tambahan yang tersedia melalui API Quantinuum tercantum di sini.

Pengguna dapat memanfaatkan kemampuan tambahan ini melalui fungsi sirkuit atau parameter pass-through di penyedia Azure Quantum Q# dan Qiskit.

Pengukuran dan Pengaturan Ulang Sirkuit Tengah

Pengukuran dan Pengaturan Ulang Sirkuit Tengah (MCMR) memungkinkan pengguna mengukur qubit di tengah sirkuit dan mengatur ulang. Ini memungkinkan fungsionalitas untuk koreksi kesalahan kuantum serta kemampuan untuk menggunakan kembali qubit dalam sirkuit.

Karena struktur tingkat internal qubit trapped-ion, pengukuran pertengahan sirkuit dapat meninggalkan qubit dalam keadaan non-komputasi. Semua pengukuran pertengahan sirkuit harus diikuti dengan reset jika qubit akan digunakan lagi di sirkuit tersebut. Contoh kode berikut menunjukkan ini.

Ketika subset kubit diukur di tengah sirkuit, informasi klasik dari pengukuran ini dapat digunakan untuk mengondisikan elemen sirkuit di masa mendatang. Contohnya juga menyoroti penggunaan ini.

Untuk informasi tentang MCMR dalam sistem Quantinuum, lihat lembar data produk sistem Quantinuum pada halaman System Model H1 dan System Model H2.

%%qsharp
import Std.Measurement.*;

operation ContinueComputationAfterReset() : Result[] {
    // Set up circuit with 2 qubits
    use qubits = Qubit[2];

    // Perform Bell Test
    H(qubits[0]);
    CNOT(qubits[0], qubits[1]);

    // Measure Qubit 1 and reset it
    let res1 = MResetZ(qubits[1]);

    // Continue additional computation, conditioned on qubits[1] measurement outcome
    if res1 == One {
         X(qubits[0]);
    }
    CNOT(qubits[0], qubits[1]);

    // Measure qubits and return results
    let res2 = Measure([PauliZ, PauliZ], qubits);
    return [res1, res2];
}

from qiskit import QuantumRegister, ClassicalRegister, QuantumCircuit

# Set up quantum circuit
q = QuantumRegister(2)
c = ClassicalRegister(2)
circuit = QuantumCircuit(q, c)
circuit.name = "MCMR Example with Conditional Logic"

# Perform Bell Test
circuit.h(q[0])
circuit.cx(q[0], q[1])

# Measure and reset Qubit 1
circuit.measure(q[1], c[1])
circuit.reset(q[1])

# Continue additional computation, conditioned on Qubit 1's measurement outcome
circuit.x(q[0]).c_if(c, 1)
circuit.cx(q[0], q[1])

# Measure all qubits
circuit.measure(q, c)

# Print out the circuit
circuit.draw()

Gerbang ZZ Sudut Arbitrer

Set gerbang asli Quantinuum mencakup gerbang ZZ sudut arbitrer. Ini bermanfaat untuk mengurangi jumlah gerbang 2-qubit untuk banyak algoritma kuantum dan urutan gerbang. Untuk informasi tentang gerbang Arbitrary Angle ZZ dalam sistem Quantinuum, lihat lembar data produk sistem Quantinuum pada halaman System Model H1 dan System Model H2.

%%qsharp
import Std.Intrinsic.*;
import Std.Measurement.*;
import Std.Arrays.*;

operation ArbitraryAngleZZExample(theta : Double) : Result[] {
    
    // Set up circuit with 2 qubits
    use qubits = Qubit[2];

    // Create array for measurement results
    mutable resultArray = [Zero, size = 2];

    H(qubits[0]);
    Rz(theta, qubits[0]);
    Rz(theta, qubits[1]);
    X(qubits[1]);

    // Add Arbitrary Angle ZZ gate
    Rzz(theta, qubits[0], qubits[1]);  

    // Measure qubits and return results
    for i in IndexRange(qubits) {
        resultArray w/= i <- M(qubits[i]);  
    }
    
    return resultArray;
}

from qiskit import QuantumCircuit

theta = 0.25

# Set up quantum circuit
circuit = QuantumCircuit(2, 2)
circuit.name = "Arbitrary Angle ZZ Gate Example"

circuit.h(0)
circuit.rz(theta, 0)
circuit.rz(theta, 1)
circuit.x(1)

# Add arbitrary angle ZZ gate
circuit.rzz(theta, 0, 1)

circuit.measure_all()

General SU(4) Entangling Gate

Set gerbang asli Quantinuum mencakup gerbang umum SU (4) yang menjerat. Perhatikan bahwa sirkuit kuantum yang dikirimkan ke perangkat keras direbas ke gerbang ZZ yang sepenuhnya menjerat dan gerbang RZZ sudut arbitrer. Sirkuit hanya di-rebase ke gerbang Umum SU(4) Entangling jika pengguna memilih ke dalamnya. Untuk informasi tentang Entangler GENERAL SU(4) dalam sistem Quantinuum, lihat lembar data produk sistem Quantinuum pada halaman System Model H1 dan System Model H2.

%%qsharp
import Std.Math.*;

operation __quantum__qis__rxxyyzz__body(a1 : Double, a2 : Double, a3 : Double, q1 : Qubit, q2 : Qubit) : Unit {
    body intrinsic;
}

operation SU4Example() : Result[] {
    use qs = Qubit[2];
    
    // Add SU(4) gate
    __quantum__qis__rxxyyzz__body(PI(), PI(), PI(), qs[0], qs[1]);
    
    MResetEachZ(qs)
}

MyProgram = qsharp.compile("GenerateRandomBit()")

MyWorkspace = azure.quantum.Workspace(
    resource_id = "",
    location = ""
)

MyTarget = MyWorkspace.get_targets("quantinuum.sim.h1-1e")

# Update TKET optimization level desired
option_params = {
    "nativetq": `Rxxyyzz`,
    "noreduce": True
}

job = MyTarget.submit(MyProgram, "Submit a program with SU(4) gate", shots = 10, input_params = option_params)
job.get_results()

Parameter Kebisingan Emulator

Pengguna memiliki opsi untuk bereksperimen dengan parameter kebisingan emulator Quantinuum. Hanya beberapa parameter kebisingan yang tersedia yang disorot di sini yang menunjukkan cara melewati parameter di penyedia Azure Quantum.

Untuk informasi lebih lanjut tentang set lengkap parameter kebisingan yang tersedia, lihat lembar data produk emulator Quantinuum pada halaman System Model H1 dan System Model H2.

import qsharp
import azure.quantum
qsharp.init(target_profile=qsharp.TargetProfile.Base)

%%qsharp
import Std.Measurement.*;
import Std.Arrays.*;
import Std.Convert.*;

operation GenerateRandomBit() : Result {
    use target = Qubit();

    // Apply an H-gate and measure.
    H(target);
    return M(target);
}

MyProgram = qsharp.compile("GenerateRandomBit()")

MyWorkspace = azure.quantum.Workspace(
    resource_id = "",
    location = ""
)

MyTarget = MyWorkspace.get_targets("quantinuum.sim.h1-1e")

# Update the parameter names desired
# Note: This is not the full set of options available. 
# For the full set, see the System Model H1 Emulator Product Data Sheet
option_params = {
    "error-params": {
        "p1": 4e-5,
        "p2": 3e-3,
        "p_meas": [3e-3, 3e-3],
        "p_init": 4e-5,
        "p_crosstalk_meas": 1e-5,
        "p_crosstalk_init": 3e-5,
        "p1_emission_ratio": 6e-6,
        "p2_emission_ratio": 2e-4
    }
}

job = MyTarget.submit(MyProgram, "Experiment with Emulator Noise Parameters", 
                      shots = 10, 
                      input_params = option_params)
job.get_results()

option_params = {
    "error-model": False 
}

option_params = {
    "simulator": "stabilizer" 
}

# Specify the emulator backend target to submit to
backend = provider.get_backend("quantinuum.sim.1e")

# Update the parameter names desired
# Note: This is not the full set of options available. 
# For the full set, see the System Model H1 Emulator Product Data Sheet
option_params = {
    "error-params": {
        "p1": 4e-5,
        "p2": 3e-3,
        "p_meas": [3e-3, 3e-3],
        "p_init": 4e-5,
        "p_crosstalk_meas": 1e-5,
        "p_crosstalk_init": 3e-5,
        "p1_emission_ratio": 6e-6,
        "p2_emission_ratio": 2e-4
    }
}
backend.options.update_options(**option_params)

# Submit the job
job = backend.run(circuit, shots=100)
print("Job id:", job.id())

option_params = {
    "error-model": False 
}

option_params = {
    "simulator": "stabilizer" 
}

Kompilasi TKET di Platform Quantinuum

Sirkuit yang dikirimkan ke sistem Quantinuum Quantinuum, kecuali untuk pengiriman hibrid terintegrasi, secara otomatis dijalankan melalui lulus kompilasi TKET untuk perangkat keras Quantinuum. Hal ini memungkinkan sirkuit dioptimalkan secara otomatis untuk sistem Quantinuum dan berjalan lebih efisien.

Informasi selengkapnya tentang lulus kompilasi tertentu yang diterapkan dapat ditemukan dalam pytket-quantinuum dokumentasi, khususnya bagian pytket-quantinuum Compilation Passes .

Dalam tumpukan perangkat lunak Quantinuum, tingkat pengoptimalan yang diterapkan diatur dengan parameter tket-opt-level. Pengaturan kompilasi default untuk semua sirkuit yang dikirimkan ke sistem Quantinuum adalah pengoptimalan tingkat 2.

Pengguna yang ingin bereksperimen dengan kompilasi TKET lolos dan melihat pengoptimalan apa yang akan berlaku untuk sirkuit mereka sebelum mengirimkan pekerjaan apa pun dapat melihat notebook Quantinuum_compile_without_api.ipynb di pytket-quantinuum folder Contoh .

Untuk mematikan kompilasi TKET di tumpukan, opsi yang berbeda, no-opt, dapat diatur ke True dalam option_params. Contohnya,"no-opt": True.

Untuk informasi selengkapnya tentang pytket, lihat tautan berikut ini:

• pytket
• pytket Manual Pengguna

import qsharp
import azure.quantum
qsharp.init(target_profile=qsharp.TargetProfile.Base)

%%qsharp
import Std.Measurement.*;
import Std.Arrays.*;
import Std.Convert.*;

operation GenerateRandomBit() : Result {
    use target = Qubit();

    // Apply an H-gate and measure.
    H(target);
    return M(target);
}

MyProgram = qsharp.compile("GenerateRandomBit()")

MyWorkspace = azure.quantum.Workspace(
    resource_id = "",
    location = ""
)

MyTarget = MyWorkspace.get_targets("quantinuum.sim.h1-1e")

# Update TKET optimization level desired
option_params = {
    "tket-opt-level": 1
}

job = MyTarget.submit(MyProgram, "Experiment with TKET Compilation", shots = 10, input_params = option_params)
job.get_results()

# Specify the backend target to submit to
backend = provider.get_backend("quantinuum.sim.h1-1e")

# Update TKET optimization level desired
option_params = {
    "tket-opt-level": 1
}
backend.options.update_options(**option_params)

# Submit the job
job = backend.run(circuit, shots=100)
print("Job id:", job.id())

Spesifikasi Teknis

Detail teknis untuk System Model H1 dan H2 dan System Model H1 dan H2 Emulators dapat ditemukan di lembar data produk Quantinuum pada halaman Model Sistem H1 dan Model Sistem H2 bersama tautan ke spesifikasi Quantinuum dan repositori data volume kuantum dan cara mengutip penggunaan sistem Quantinuum.

Ketersediaan Target

Komputer kuantum Quantinuum dirancang untuk terus ditingkatkan, yang memungkinkan pelanggan untuk memiliki akses ke kemampuan perangkat keras terbaru karena Quantinuum terus meningkatkan keakuratan gerbang, kesalahan memori, dan kecepatan sistem.

Siklus perangkat keras Quantinuum melalui periode komersial dan periode pengembangan. Selama periode komersial, perangkat keras tersedia untuk memproses pekerjaan melalui sistem antrean. Selama periode pengembangan, perangkat keras offline saat peningkatan diterapkan.

Setiap bulan, kalender dikirim ke pengguna Quantinuum dengan informasi tentang periode komersial dan pengembangan. Jika Anda belum menerima kalender ini, silakan email QCsupport@quantinuum.com.

Status targetmenunjukkan kemampuannya saat ini untuk memproses pekerjaan. Status yang mungkin dari meliputi target :

• Tersedia: target sedang online, memproses pekerjaan yang dikirimkan dan menerima pekerjaan baru.
• Terdegradasi: Menerima target pekerjaan, tetapi saat ini tidak memprosesnya.
• Tidak tersedia: target Sedang offline, tidak menerima pengiriman pekerjaan baru.

Untuk komputer targetskuantum Quantinuum , Tersedia dan Terdegradasi sesuai dengan periode komersial, sementara Tidak tersedia sesuai dengan periode pengembangan di mana komputer offline untuk peningkatan.

Informasi status saat ini dapat diambil dari tab Penyedia ruang kerja di portal Azure.

Harga

Untuk melihat paket penagihan Quantinuum, kunjungi Harga Azure Quantum.

Batas dan kuota

Kuota Quantinuum dilacak berdasarkan unit kredit penggunaan QPU, Hardware Quantum Credit (HQC), untuk pekerjaan yang dikirimkan ke komputer kuantum Quantinuum, dan emulator HQC (eHQC) untuk pekerjaan yang dikirimkan ke emulator.

HQC dan eHQC digunakan untuk menghitung biaya menjalankan pekerjaan, dan dihitung berdasarkan rumus berikut:

$$ HQC = 5 + C(N_{1q} + 10 N_{2q} + 5 N_m)/5000 $$

di mana:

• $N_{1q}$ adalah jumlah operasi satu qubit dalam sirkuit.
• $N_{2q}$ adalah jumlah operasi dua qubit native dalam sirkuit. Native gate setara dengan CNOT hingga beberapa gate satu qubit.
• $N_{m}$ adalah jumlah operasi persiapan dan pengukuran status (SPAM) dalam sirkuit termasuk persiapan status implisit awal dan pengukuran menengah dan akhir apa pun serta reset status.
• $C$ adalah jumlah shot.

Kuota didasarkan pada pemilihan paket dan dapat ditingkatkan dengan tiket dukungan. Untuk melihat batas dan kuota Anda saat ini, buka bilah Kredit dan kuota dan pilih tab Kuota ruang kerja Anda di portal Azure. Untuk informasi selengkapnya, lihat Kuota Azure Quantum.