개시하다

Qiskit에서는 제작된 양자회로를 실기로 실행하면 뒷면에 교정된 펄스를 사용한다.펄스 모듈을 사용하면 자신이 좋아하는 방식으로 펄스를 맞춤형으로 만들 수 있다.본고는 양자 회로와 펄스 모듈의 조합을 소개하고자 한다.
먼저 Qiskit Pulse를 이동하기 위해 필요한 기술을 요약합니다.

import numpy as np
from qiskit import QuantumCircuit, transpile, Aer, IBMQ
from qiskit.visualization import *
from qiskit.circuit import Gate

IBMQ.load_account()

provider = IBMQ.get_provider(hub='ibm-q', group='open', project='main')
backend = provider.get_backend('ibmq_armonk')
backend_defaults = backend.defaults()
backend_config = backend.configuration()

사용자 정의 갑문에 자체 펄스 연결

기본 절차는 다음과 같다.

맞춤형 문 창설

1로 만든 맞춤형 울타리를 포함하는 양자 회로 만들기

자신이 만들 펄스에 대한 정의를 설명하는 schedule 클래스 만들기

add_calibration()를 이용하여 3에서 만든 클래스를 2에서 정의한 문에 연결

다음은 샘플 코드를 보고 싶습니다.

from qiskit import pulse

GHz = 1.0e9 # Gigahertz
qubit=0
freq_GHz=4.95
freq=freq_GHz*GHz
drive_sigma_sec = 0.075e-6
drive_duration_sec = drive_sigma_sec * 8
drive_amp = 0.3

# 1. カスタムゲート作成
x_pulse = Gate('x_pulse', num_qubits=1, params=[])

# 2. 1で作成したカスタムゲートを含む量子回路を作成
sample = QuantumCircuit(1, 1)
sample.append(x_pulse, [0])
sample.measure(0, 0)

#3. 自分が作成したいパルスの定義を記述したscheduleクラスを作成
with pulse.build(backend) as x_schedule:
    pulse.set_frequency(freq, pulse.drive_channel(qubit))
    pulse.play(pulse.Gaussian(duration=16 * int(pulse.seconds_to_samples(drive_duration_sec) / 16),
                              amp=drive_amp,
                              sigma=pulse.seconds_to_samples(drive_sigma_sec),
                              name="x_schedule"), pulse.drive_channel(qubit))

#4. 3で作成したクラスを2で定義したゲートにバインド
sample.add_calibration(x_pulse, (0, ), schedule=x_schedule)

sample.draw(output='mpl')

맞춤형 문 생성
스스로 정의한 통일문을 만들 수 있다.
https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.circuit.Gate.html

1로 만든 맞춤형 문을 포함하는 양자 회로 만들기
사용자 정의 문을 포함하는 양자 회로를 만듭니다.여기서 우리는 양자 비트의 사용자 정의 문을 만드는 양자 회로를 만들었다.

자신이 만들 펄스에 대한 정의를 설명하는 schedule 클래스를 만듭니다
이전에 설명한 Builder 구문을 사용하여 펄스를 정의합니다.여기에 펄스 모듈이 제공하는 방법seconds_to_samples()을 사용합니다.이 방법은 매개 변수를 초 단위로 주면 활동 백엔드에서 초 단위로 지나간 견본 수를 얻을 수 있다.
https://qiskit.org/documentation/stubs/qiskit.pulse.builder.seconds_to_samples.html

3에서 만든 클래스를 2로 정의된 울타리로 귀속
자신이 만든 펄스와 울타리를 묶는다.

제작된 양자 회로의 펄스를 확인하다

자신이 만든 양자 회로가 어떤 펄스 구성인지 확인할 수 있다.

sample_sx = QuantumCircuit(1, 1)
sample_sx.sx(0)
sample_sx.measure(0, 0)

sample_sx.draw(output='mpl')

from qiskit import schedule as build_schedule

# 1. scheduleを定義
schedule = build_schedule(sample_sx,backend)

schedule.draw(backend=backend)

정의 schedule
자신이 정의한 양자 회로와 백엔드를 정의하고 schedule을 만들면 펄스의 상황을 알 수 있다.

총결산

이 글은 양자 회로와 schedule을 소개했다.자신이 정의한 양자 회로가 어떤 펄스로 집행되는지 보는 것도 재미있다.