JP6668512B2 - 自動量子ビット校正 - Google Patents
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Description
図1は、自動量子ビット校正のための例示的システム100を描く。例示的システム100は、下で記載されるシステム、構成要素、および技術を実装できる、1つまたは複数の場所の1つまたは複数の伝統的なコンピュータまたは量子コンピューティングデバイス上の伝統的なまたは量子コンピュータプログラムとして実装されるシステムの例である。
図2は、自動量子ビット校正のための例示的プロセス200のフローチャートである。便宜上、プロセス200は、1つまたは複数の場所にある1つまたは複数の伝統的なデバイスまたは量子コンピューティングデバイスのシステムによって実施されるものと記載することになる。たとえば、本明細書にしたがって適切にプログラムされた、たとえば図1の量子ビット校正システム104といった量子ビット校正システムは、プロセス200を実施することができる。
図3は、量子ビットパラメータの組の中のパラメータを処理するための、例示的量子ビット維持プロセス300の流れ図である。量子ビット維持プロセス300は、量子ビットパラメータ順序にしたがったシーケンスで、量子ビットパラメータの組の中の1つまたは複数のパラメータについて実施することができる。便宜上、プロセス300は、1つまたは複数の場所にある1つまたは複数の伝統的なデバイスまたは量子コンピューティングデバイスのシステムによって実施されるものと記載することになる。たとえば、本明細書にしたがって適切にプログラムされた、たとえば図1の量子ビット校正システム104といった量子ビット校正システムは、プロセス300を実施することができる。例示的なプロセス300は、たとえばプロセスを校正されるべきグラフの「リーフ」または「子」方向のノードに実行することができる、量子ビットパラメータおよびそれらの依存関係を表す有向グラフを探索する、深度優先の反復方法と考えることができる。プロセスは、ここで、システムの最近の状態および現在の状態に関する情報に基づいて、規格外である可能性が高い、最上位の「ルート」方向にノードを調査することを開始することができ、元々、プロセスがその上で実行したノードに向かって動作する。いくつかの例では、プロセス300は、初期システム校正として実施することができる。というのは、プロセスは、最も依存関係が低いノードから最も依存関係の高いノードの順序で自然に動くためである。またはいくつかの場合には、システムが、最近の校正後しばらくアイドル状態であったときに、プロセス300を実施することができる。
102 量子コンピューティングデバイス
104 量子ビット校正システム
106 量子ビットおよびパラメータ属性データ記憶装置
108 ノード、量子ビットパラメータ
110 有向辺
112 量子ビット
114 量子ビット
200 プロセス
300 量子ビット維持プロセス
400 プロセス
Claims (29)
- 複数の量子ビットパラメータと、前記複数の量子ビットパラメータの1つまたは複数の他の量子ビットパラメータへの依存関係を記述するデータとを取得するステップと、
量子ビットパラメータを識別するステップと、
前記識別した量子ビットパラメータおよび1つまたは複数の依存性量子ビットパラメータを含む量子ビットパラメータの組を選択するステップと、
依存関係を記述する前記データに従うシーケンスで、量子ビットパラメータの前記組の中の1つまたは複数のパラメータを処理するステップであって、量子ビットパラメータの前記組の中のパラメータについて、
前記パラメータに校正試験を実施するステップ、および
前記校正試験が不合格のときに前記パラメータに第1の校正実験または診断校正アルゴリズムを実施するステップ
を含む、ステップと
を含む、方法。 - 前記パラメータに第1の校正実験または診断校正アルゴリズムを実施するステップが、
前記校正試験が不合格のときに前記パラメータに第1の校正実験を実施するステップと、
前記第1の校正実験が前記パラメータに起因しないエラーのために不合格となるとき、前記パラメータに診断校正アルゴリズムを実施するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記パラメータに起因するエラーのために前記第1の校正実験が不合格となるとき、前記パラメータに第2の校正実験を実施するステップと、
前記第2の校正実験が不合格となるとき、シーケンスで量子ビットパラメータの前記組の中の前記1つまたは複数のパラメータの前記処理を中止するステップと、
前記パラメータが前記校正試験または第1の校正実験のいずれかに合格するとき、前記パラメータを規格内のパラメータとしてフラグを立てるステップと
をさらに含む、請求項1または2に記載の方法。 - 前記第2の校正実験が、パラメータの値を更新するために使用されるそれぞれの測定結果を有する1つまたは複数の量子ビット実験を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記第2の校正実験が、前記第1の校正実験よりも完了するのにより長い時間またはより大きいハードウェアを必要とする、請求項3または4に記載の方法。
- 前記複数の量子ビットパラメータと前記複数の量子ビットパラメータの1つまたは複数の他の量子ビットパラメータへの依存関係を記述する前記データとが、各量子ビットパラメータについてのノードおよび各依存関係についての有向辺を備える有向グラフによって表され、
量子ビットパラメータを識別するステップが、ルートノードに対応する量子ビットパラメータを識別するステップを含み、
前記識別した量子ビットパラメータおよび1つまたは複数の依存性量子ビットパラメータを含む量子ビットパラメータの組を選択するステップが、前記ルートノードに対応する前記量子ビットパラメータおよび各派生ノードの前記量子ビットパラメータを含む量子ビットパラメータの組を選択するステップを含み、量子ビットパラメータの前記組がノード系統順序にしたがって順序付けられ、
依存関係を記述する前記データに従うシーケンスで量子ビットパラメータの前記組の中の1つまたは複数のパラメータを処理するステップが、前記ノード系統順序にしたがったシーケンスで量子ビットパラメータの前記組の中の1つまたは複数のパラメータを処理するステップを含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記有向グラフが、同時に校正される複数のパラメータのためのノードを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記ルートノードが、前記ルートノードの対応する量子ビットパラメータが前記校正試験に不合格となるルートノードを含む、請求項6または7に記載の方法。
- 前記パラメータに診断校正アルゴリズムを実施するステップが、
前記量子ビットパラメータと前記量子ビットパラメータの前記ノードの祖先ノードに対応する量子ビットパラメータとが規格内であると決定されるまたはプロセスが中止されるまで、前記量子ビットパラメータと前記量子ビットパラメータの前記ノードの祖先ノードに対応する量子ビットパラメータとに、前記第1の校正実験と第2の校正実験のうちの1つまたは複数を繰り返して実施するステップを含み、前記繰り返して実施するステップが、各繰り返しについて、
前記量子ビットパラメータに前記第1の校正実験を実施するステップと、
前記量子ビットパラメータが前記第1の校正実験に合格であるという決定に応じて、前記パラメータを規格内のパラメータとしてフラグを立てるステップと、
前記量子ビットパラメータが前記パラメータに起因しないエラーのため前記第1の校正実験に不合格であるという決定に応じて、祖先パラメータを前記量子ビットパラメータとして選択するステップと
を含む、請求項6から8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記量子ビットパラメータが前記パラメータに起因するエラーのため前記第1の校正実験に不合格であるという決定に応じて、前記量子ビットパラメータに前記第2の校正実験を実施するステップと、
前記量子ビットパラメータが前記第2の校正実験に合格であるという決定に応じて、前記パラメータを規格内のパラメータとしてフラグを立てるステップと、
前記量子ビットパラメータが前記第2の校正実験に不合格であるという決定に応じて、量子ビットパラメータの前記組の中の前記パラメータの前記処理を中止するステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記パラメータに起因しないエラーが祖先パラメータに起因するエラーを含む、請求項9または10に記載の方法。
- 前記有向グラフが非巡回型である、請求項6から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記有向グラフが巡回型である、請求項6から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記選択した量子ビットパラメータの組における共依存性パラメータ間の繰り返しの数が、所定の閾値で上限を定められる、請求項13に記載の方法。
- 前記取得したデータが、(i)校正が実施されるべきそれぞれのタイムアウト期間、および(ii)パラメータ値についての許容可能閾値を含む、量子ビットパラメータの前記組の中の前記パラメータの1つまたは複数の属性をさらに含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記校正試験が、パラメータが規格外であるときを決定するため、合格および不合格の基準を含む、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 第1または第2の校正実験がパラメータ上でそれぞれのタイムアウト期間内に成功裏に実施された場合に前記校正試験が合格となる、請求項16に記載の方法。
- パラメータ依存性が所定の時間量内に再校正された場合に、前記校正試験が不合格となる、請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。
- パラメータ依存性が前記校正試験を不合格となった場合に、前記校正試験が不合格となる、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の校正実験が、パラメータが規格外であるときを決定するために使用されるそれぞれの測定結果を有する1つまたは複数の量子ビット実験を含む、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記量子ビット実験の前記測定結果が、規格外であるパラメータ値を含む場合に、前記第1の校正実験が不合格となる、請求項20に記載の方法。
- 前記診断校正アルゴリズムがデータ駆動される、請求項1から21のいずれか一項に記載の方法。
- 依存関係を記述する前記データにしたがったシーケンスで量子ビットパラメータの前記組の中の1つまたは複数のパラメータを処理するステップが、依存関係を記述する前記データにしたがったシーケンスで量子ビットパラメータの前記組の中の各パラメータを処理するステップを含む、請求項1から22のいずれか一項に記載の方法。
- 1つまたは複数の量子ビットと、
量子ビット校正サブシステムとを備え、前記量子ビット校正サブシステムは、
複数の量子ビットパラメータと、前記複数の量子ビットパラメータの1つまたは複数の他の量子ビットパラメータへの依存関係を記述するデータとを取得することと、
量子ビットパラメータを識別することと、
前記識別した量子ビットパラメータおよび1つまたは複数の依存性量子ビットパラメータを含む量子ビットパラメータの組を選択することと、
依存関係を記述する前記データに従うシーケンスで、量子ビットパラメータの前記組の中の1つまたは複数のパラメータを処理することであって、量子ビットパラメータの前記組の中のパラメータについて、
前記パラメータに校正試験を実施すること、および
前記校正試験が不合格のときに前記パラメータに第1の校正実験または診断校正アルゴリズムを実施すること
を含む、処理することと
を行うように構成される、装置。 - 前記パラメータに第1の校正実験または診断校正アルゴリズムを実施することが、
前記校正試験が不合格のときに前記パラメータに第1の校正実験を実施することと、
前記第1の校正実験が前記パラメータに起因しないエラーのために不合格となるとき、前記パラメータに診断校正アルゴリズムを実施することと
を含む、請求項24に記載の装置。 - 前記量子ビット校正サブシステムが、
前記パラメータに起因するエラーのために前記第1の校正実験が不合格となるとき、前記パラメータに第2の校正実験を実施し、
前記第2の校正実験が不合格となるとき、シーケンスで量子ビットパラメータの前記組の中の前記1つまたは複数のパラメータの前記処理を中止し、
前記パラメータが前記校正試験または第1の校正実験のいずれかに合格するとき、前記パラメータを規格内のパラメータとしてフラグを立てる
ようにさらに構成される、請求項24または25に記載の装置。 - 前記複数の量子ビットパラメータと前記複数の量子ビットパラメータの1つまたは複数の他の量子ビットパラメータへの依存関係を記述する前記データとが、各量子ビットパラメータについてのノードおよび各依存関係についての有向辺を備える有向グラフによって表され、
量子ビットパラメータを識別することが、ルートノードに対応する量子ビットパラメータを識別することを含み、
前記識別した量子ビットパラメータおよび1つまたは複数の依存性量子ビットパラメータを含む量子ビットパラメータの組を選択することが、前記ルートノードに対応する前記量子ビットパラメータおよび各派生ノードの前記量子ビットパラメータを含む量子ビットパラメータの組を選択することを含み、量子ビットパラメータの前記組がノード系統順序にしたがって順序付けられ、
依存関係を記述する前記データに従うシーケンスで量子ビットパラメータの前記組の中の1つまたは複数のパラメータを処理することが、前記ノード系統順序にしたがったシーケンスで量子ビットパラメータの前記組の中の1つまたは複数のパラメータを処理することを含む、請求項24から26のいずれか一項に記載の装置。 - 前記パラメータに診断校正アルゴリズムを実施することが、
前記量子ビットパラメータと前記量子ビットパラメータの前記ノードの祖先ノードに対応する量子ビットパラメータとが規格内であると決定されるまたはプロセスが中止されるまで、前記量子ビットパラメータと前記量子ビットパラメータの前記ノードの祖先ノードに対応する量子ビットパラメータとに、前記第1の校正実験と第2の校正実験のうちの1つまたは複数を繰り返して実施することを含み、前記繰り返して実施することが、各繰り返しについて、
前記量子ビットパラメータに前記第1の校正実験を実施することと、
前記量子ビットパラメータが前記第1の校正実験に合格であるという決定に応じて、前記パラメータを規格内のパラメータとしてフラグを立てることと、
前記量子ビットパラメータが前記パラメータに起因しないエラーのため前記第1の校正実験に不合格であるという決定に応じて、祖先パラメータを前記量子ビットパラメータとして選択することと
行うことを含む、請求項27に記載の装置。 - 前記量子ビット校正サブシステムが、
前記量子ビットパラメータが前記パラメータに起因するエラーのため前記第1の校正実験に不合格であるという決定に応じて、前記量子ビットパラメータに前記第2の校正実験を実施し、
前記量子ビットパラメータが前記第2の校正実験に合格であるという決定に応じて、前記パラメータを規格内のパラメータとしてフラグを立て、
前記量子ビットパラメータが前記第2の校正実験に不合格であるという決定に応じて、量子ビットパラメータの前記組の中の前記パラメータの前記処理を中止する
ようにさらに構成される、請求項28に記載の装置。
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