Informations sur les QPU

IBM® offre l'accès à une grande variété d'unités de traitement quantique (QPU). Toutes les QPU déployées par IBM reposent sur la technologie des qubits supraconducteurs, dont le contrôle et la scalabilité tracent une voie claire vers l'avantage quantique avec ces QPU.

Explore toutes les QPU IBM publiques en accédant à la page Ressources de calcul sur IBM Quantum® Platform. Clique sur n'importe quelle QPU pour ouvrir sa fiche d'information détaillée.

Cette page décrit les informations détaillées que tu trouveras sur la fiche d'information d'une QPU.

Versionnage des QPU

Chaque QPU possède un numéro de version sous la forme X.Y.Z (majeure.mineure.révision). Un circuit compilé pour un numéro de version donné est garanti de fonctionner sur cette QPU. Si le numéro de révision change, le circuit continuera de fonctionner. Si le numéro majeur ou mineur change, le circuit n'est pas garanti de fonctionner, même si c'est possible. Les conditions dans lesquelles un numéro de version peut changer sont listées ci-dessous :

Version majeure

La version majeure sera incrémentée pour des changements tels que :

• Des changements d'échantillon.
• Des changements majeurs de l'électronique de contrôle.
• Le déplacement de la QPU vers un nouvel emplacement, si des changements de comportement significatifs en résultent.

Version mineure

La version mineure sera incrémentée pour des changements tels que :

• Des cycles de réchauffement / refroidissement.
• Le remplacement de certains composants électroniques, si le remplacement affecte sensiblement le fonctionnement.
• Le changement de direction d'une porte NOT contrôlée.
• La suppression d'une porte pendant une certaine durée en raison de problèmes de calibration, lorsque les corrections ne peuvent pas facilement être effectuées par logiciel.

Version de révision

Le numéro de version de révision sera incrémenté pour des correctifs qui ne cassent pas le circuit compilé existant. Ces changements comprennent :

• Des calibrations manuelles pour améliorer les fidélités.
• De petits changements électroniques qui n'affectent pas le fonctionnement.
• Des mises à jour logicielles de la QPU.

Détails de la QPU

La première section de la fiche d'information de la QPU fournit les détails suivants sur la QPU :

Nom | Qubits | Erreur 2Q (meilleure) | Erreur 2Q (en couches) | CLOPS (ou CLOPS_h) | Statut | Région | Version QPU | Type de processeur | Portes de base | Total des jobs en attente | Erreur 2Q médiane | Erreur SX médiane | Erreur de lecture médiane | T1 médian (temps de relaxation) | T2 médian (temps de déphasage)

Nom

Le nom unique attribué à une QPU spécifique. Les QPU hébergées sur IBM Cloud® ont des noms qui commencent par ibm_*. Toutes les QPU reçoivent un nom de ville, par ex. ibm_kingston. Ce nom n'indique pas l'emplacement réel de la QPU. Elles sont nommées d'après des sites IBM® à travers le monde.

Qubits

Le nombre de qubits physiques dans une QPU.

Erreur 2Q (meilleure)

L'erreur à deux qubits (2Q) la plus faible sur n'importe quelle arête du dispositif, issue du même lot de mesures utilisé pour calculer la médiane (voir Erreur 2Q médiane).

Erreur 2Q (en couches)

Erreur moyenne par porte en couches (EPLG) dans une chaîne de 100 qubits. L'EPLG moyen mesure l'erreur de porte moyenne dans une chaîne en couches de $N$ qubits ($N$=100 ici). Elle est dérivée d'une quantité similaire connue sous le nom de fidélité de couche (LF) où EPLG$_{100}$ = 4/5(1-LF$^{\frac{1}{99}}$) et la fidélité de couche est la fidélité de processus de la chaîne en couches de $N$ qubits. Pour plus de détails, consulte l'article Benchmarking quantum processor performance at scale. Note que dans l'article, l'EPLG est défini pour l'erreur de processus, mais par souci de cohérence avec les erreurs de porte rapportées individuellement, elle est exprimée pour l'erreur de porte moyenne, d'où le facteur de 4/5. Trouve un exemple de notebook dans le GitHub de la communauté Qiskit.

CLOPS (ou CLOPS_h)

Les opérations de couche de circuit par seconde (Circuit layer operations per second) mesurent le nombre de couches d'un circuit 100x100 (circuit adapté au matériel) qu'une QPU (unité de traitement quantique) peut exécuter par unité de temps. Trouve le code CLOPS dans le GitHub de la communauté Qiskit.

Statut

Le statut de la QPU ; par exemple, Online, Paused, Offline, etc.

Région

Emplacement du centre de données où tes données et expériences seront hébergées et traitées.

Version QPU

Le numéro de version d'une QPU sous la forme majeure.mineure.révision. Consulte Versionnage des QPU pour plus de détails sur la façon dont ce numéro est attribué.

Type de processeur

Reflète la topologie et indique le nombre approximatif de qubits.

Portes de base

Chaque famille de processeurs possède un ensemble de portes natives. Par défaut, les QPU de chaque famille ne prennent en charge que les portes et opérations de l'ensemble de portes natif. Ainsi, chaque porte dans le circuit doit être traduite (par le transpiler) vers les éléments de cet ensemble. Note que les opérations non unitaires ne sont pas listées ici ; utilise la méthode dans Qiskit pour voir toutes les portes et opérations natives d'une QPU. Consulte la liste de toutes les portes natives dans ce tableau.

Total des jobs en attente

Le nombre total de jobs que tu as soumis à cette QPU.

Erreur 2Q médiane (Heron : CZ, Eagle : ECR)

Fidélité de porte moyenne de l'opération à deux qubits issue du benchmarking aléatoire. Mesurée « en isolation » : lots avec une séparation minimale de deux qubits entre les arêtes. Ce benchmarking aléatoire utilise des couches alternées de Cliffords à un seul qubit et de portes à deux qubits, et ainsi la valeur finale d'erreur 2Q inclut l'erreur de la couche de Cliffords à un seul qubit. Trouve un exemple de notebook dans le GitHub de la communauté Qiskit. Trouve les données par arête dans la section données de calibration de la fiche d'information de la QPU.

Erreur SX médiane

Fidélité de porte moyenne de la porte √X (SX) issue du benchmarking aléatoire, mesurée simultanément sur tous les qubits. La séquence de benchmarking aléatoire inclut les portes SX, ID et X, et il est supposé que leurs erreurs sont identiques.

Erreur de lecture médiane

Fidélité de l'opération de lecture. L'erreur de lecture est mesurée en préparant le qubit dans l'état 0 (1) et en mesurant la probabilité d'un résultat dans l'état 1 (0). La valeur rapportée est la moyenne de ces deux erreurs. La médiane est calculée sur tous les qubits.

T1 médian (temps de relaxation)

Le temps T1 représente la durée moyenne pendant laquelle un qubit reste dans son état excité $|1\rangle$ avant de décroître vers son état fondamental $|0\rangle$ en raison de la relaxation énergétique. Ce paramètre est utilisé pour caractériser le comportement de relaxation énergétique du qubit, et est exprimé en unités de secondes (s).

T2 médian (temps de déphasage)

Le temps T2 désigne l'échelle de temps sur laquelle un qubit maintient la cohérence de phase d'une superposition entre les états $|0\rangle$ et $|1\rangle$. Il tient compte à la fois de la relaxation énergétique et des processus de déphasage pur, offrant un aperçu des propriétés de cohérence du qubit. T2 est rapporté à partir d'une séquence d'écho de Hahn.

Données de calibration

Que signifie `error = 1` ?

Si le benchmarking d'un qubit ou d'une arête n'aboutit pas sur plusieurs jours, que ce soit en raison d'une mauvaise qualité des données ou d'autres facteurs internes, la valeur d'erreur rapportée est considérée comme périmée et sera indiquée comme 1. Ce n'est pas une indication que le qubit ou l'arête est nécessairement non fonctionnel ou que l'erreur est 1 ; plutôt, l'erreur est considérée comme indéfinie et tu dois procéder avec prudence lors de l'utilisation de ce qubit ou de cette porte.

La deuxième section, Données de calibration, fournit des données sur les qubits, la connectivité et les portes. Tu peux choisir de visualiser les informations sous forme de carte, de graphe ou de tableau.

Tu peux personnaliser les données affichées dans chaque vue en utilisant les menus déroulants. Par exemple, dans la vue carte, tu peux choisir les données que tu veux voir pour les qubits et les connexions. Les barres colorées associées au diagramme ou au graphe indiquent la plage affichée, avec la valeur moyenne marquée. Le maximum et le minimum des couleurs changent selon la QPU.

Pour télécharger les données de calibration sous forme de fichier CSV, clique sur l'icône de téléchargement dans le coin supérieur droit de la section Données de calibration.

En plus des informations fournies dans la section Détails de la fiche, la section Données de calibration inclut également les éléments suivants :

Diagramme de topologie ou carte de couplage | Erreur d'assignation de lecture | Prob meas0 prep1 | Prob meas1 prep0 | Durée de lecture (ns) | Erreur ID / erreur √x (sx) / erreur Pauli-X / erreur RX | Durée de porte à un qubit (ns)| Erreur de rotation sur l'axe Z (RZ) | Opérationnel | Durée de porte (ns) | Erreur 2Q | Erreur RZZ

Diagramme de topologie ou carte de couplage

Un diagramme qui indique les paires de qubits supportant des opérations de porte à deux qubits entre eux. C'est également appelé la carte de couplage ou connectivité. Les qubits sont représentés par des cercles et les opérations de porte à deux qubits supportées sont affichées sous forme de lignes reliant les qubits.

Erreur d'assignation de lecture

L'erreur de lecture quantifie la probabilité moyenne de mesurer incorrectement l'état d'un qubit. Elle est couramment calculée comme la moyenne de prob_meas0_prep1 et prob_meas1_prep0, fournissant une métrique unique pour la fidélité de mesure.

Prob meas0 prep1

Ce paramètre indique la probabilité de mesurer un qubit dans l'état $|0\rangle$ alors qu'il était prévu de le préparer dans l'état $|1\rangle$, noté $P(0|1)$. Il reflète les erreurs de préparation d'état et de mesure (SPAM), notamment les erreurs de mesure dans les qubits supraconducteurs.

Prob meas1 prep0

De même, ce paramètre représente la probabilité de mesurer un qubit dans l'état $|1\rangle$ alors qu'il était prévu de le préparer dans l'état $|0\rangle$, noté $P(1|0)$. Comme prob_meas0_prep1, il reflète les erreurs SPAM, les erreurs de mesure étant le contributeur prédominant dans les qubits supraconducteurs.

Durée de lecture (ns)

Le readout_length spécifie la durée de l'opération de lecture pour un qubit. Il mesure le temps depuis le début de l'impulsion de mesure jusqu'à la fin de la numérisation du signal, après quoi le système est prêt pour l'opération suivante. Comprendre ce paramètre est crucial pour optimiser l'exécution des circuits, en particulier lors de l'intégration de mesures en cours de circuit.

Erreur ID / erreur √x (sx) / erreur Pauli-X / erreur RX

Erreur dans les portes à un qubit discrètes de durée finie, mesurée par benchmarking aléatoire. La séquence de benchmarking aléatoire inclut les portes SX, ID et X, et il est supposé que leurs erreurs sont identiques. La porte ID est un délai d'une durée égale à la durée des portes √X et X. La porte RX a également la même durée que les portes √X et X avec une amplitude variable, et est donc rapportée comme ayant la même erreur que ces portes.

Durée de porte à un qubit (ns)

Durée d'une opération de porte à un seul qubit.

Erreur de rotation sur l'axe Z (RZ)

Erreur dans la porte RZ virtuelle. Rapportée comme étant toujours 0 car ces opérations sont effectuées par logiciel.

Opérationnel

Indique si le qubit peut être utilisé dans des circuits.

Durée de porte (ns)

Durée de l'opération de porte à deux qubits.

Erreur 2Q (Heron : CZ, Eagle : ECR)

L'erreur 2Q par arête issue du même lot de mesures utilisé pour calculer les erreurs médiane 2Q et meilleure 2Q.

Erreur RZZ (Heron)

Erreur dans la porte RZZ moyennée sur les angles RZZ en utilisant une variante du benchmarking aléatoire pour les unitaires arbitraires.

Erreur de porte à deux qubits (en couches)

La troisième section fournit la vue étendue de l'erreur de porte à deux qubits (en couches) la plus faible, mesurée en fonction du nombre de qubits dans la chaîne. La valeur finale, à une longueur de chaîne de 100, est la valeur présentée dans la section Détails. En pratique, six chaînes de 100 qubits (présélectionnées sur la base des performances optimales attendues) sont mesurées, et la valeur rapportée pour un nombre de qubits N est l'erreur la plus faible trouvée dans une sous-chaîne de longueur N en cherchant parmi les six chaînes de 100 qubits.

Voir tes ressources

Pour trouver tes QPU disponibles, ouvre la page Ressources de calcul (assure-toi d'être connecté). Note que ta région sélectionnée peut avoir un impact sur les QPU listées. Clique sur une QPU pour voir ses détails.

Tu peux également voir tes QPU disponibles en utilisant l'API backends. Par exemple, le code suivant retournera tous les backends auxquels l'instance spécifiée (my_instance) peut accéder :

   QiskitRuntimeService(instance="my_instance_CRN")
   service.backends()

Tableau des portes et opérations natives

Catégorie d'opération	Nom
Portes à un qubit	RZ, SX, X, ID, delay
Portes à deux qubits	CZ, ECR
Portes fractionnaires	RX (un qubit), RZZ (deux qubits)
Instructions non unitaires	measure, reset
Flux de contrôle	if_else (rétroaction classique)