Delen via

Inzicht in de resultaatgegevens van de resource-estimator

  • Artikel

Meer informatie over het interpreteren en ophalen van de uitvoerparameters en diagrammen van de resource-estimator. In dit artikel wordt uitgelegd hoe u programmatisch toegang kunt krijgen tot de resultaten van de Resource-estimator in Jupyter Notebooks. Als u de Resource Estimator uitvoert in Visual Studio Code vanuit het opdrachtenpalet, zijn de volgende opdrachten niet van toepassing.

Vereisten

Uitvoerparameters

De uitvoergegevens van de resource-estimator zijn een rapport dat in de console wordt afgedrukt en programmatisch kan worden geopend. In het volgende codefragment ziet u bijvoorbeeld hoe u toegang hebt tot de parameters van de resourceraming.

result['jobParams']

De volgende uitvoergegevens vormen de mogelijke vermeldingen die programmatisch toegankelijk zijn.

Uitvoerparameter op het hoogste niveau Gegevenstype Beschrijving
status tekenreeks De status van de taak, het is altijd Succeeded.
jobParams woordenboek De target parameters van de taak die als invoer worden doorgegeven.
physicalCounts woordenboek De schattingen van fysieke resources. Zie Fysieke aantallen voor meer informatie.
physicalCountsFormatted woordenboek De schattingen van fysieke resources die zijn opgemaakt voor weergave in rapportgegevens. Zie Fysieke tellingen die zijn opgemaakt voor meer informatie.
logicalQubit woordenboek De eigenschappen van de logische qubit. Zie Logische qubit voor meer informatie.
tfactory woordenboek De eigenschappen van de T-fabriek.
logicalCounts woordenboek De schattingen van logische resources vooraf indelen. Zie Logische tellingen voor meer informatie.
reportData woordenboek Generatiegegevens voor het resourceramingsrapport.

Fysieke aantallen

De physicalCounts woordenlijst bevat de volgende vermeldingen:

Uitvoerparameter Gegevenstype Beschrijving
physicalQubits Nummer Het totale aantal fysieke qubits.
runtime Nummer De totale runtime voor het uitvoeren van het algoritme in nanoseconden.
rqops Nummer Het aantal betrouwbare kwantumbewerkingen per seconde (QOPS).
breakdown woordenboek Uitsplitsing van schattingen. Zie Uitsplitsing van fysieke aantallen voor meer informatie.

Uitsplitsing van fysieke tellingen

De breakdown woordenlijst bevat physicalCounts de volgende vermeldingen:

Uitvoerparameter Gegevenstype Beschrijving
algorithmicLogicalQubits Nummer De logische qubits die vereist zijn voor het uitvoeren van het algoritme en bevatten geen resources voor T-factory's.
algorithmicLogicalDepth Nummer De logische cycli die nodig zijn voor het uitvoeren van het algoritme en bevatten geen resources voor T-factory's.
logicalDepth Nummer Het mogelijk aangepaste aantal cycli dat wordt berekend wanneer de uitvoeringstijd van de T Factory sneller is dan de uitvoering van het algoritme.
numTstates Nummer Het aantal T-statussen dat door het algoritme wordt gebruikt.
clockFrequency Nummer Het aantal logische cycli per seconde.
numTfactories Nummer Het aantal T-factory's (uitgaande van uniform T-fabrieksontwerp).
numTfactoryRuns Nummer Het aantal hoe vaak alle parallelle T-factory's moeten worden uitgevoerd.
physicalQubitsForTfactories Nummer Het aantal fysieke qubits voor alle T-factory's.
physicalQubitsForAlgorithm Nummer Het aantal fysieke qubits voor de indeling van het algoritme.
requiredLogicalQubitErrorRate Nummer De vereiste logische foutfrequentie.
requiredLogicalTstateErrorRate Nummer Het vereiste foutpercentage van de logische T-status.
numTsPerRotation Nummer Het aantal T-poorten per draaiing.
cliffordErrorRate Nummer De Clifford-foutfrequentie op basis van de qubitparameters.

Geformatteerde fysieke aantallen

De physicalCountsFormatted woordenlijst bevat de volgende vermeldingen:

Uitvoerparameter Gegevenstype Beschrijving
runtime tekenreeks Totale runtime als mensvriendelijke tekenreeks.
rqops tekenreeks Het aantal betrouwbare kwantumbewerkingen per seconde (QOPS) dat is opgemaakt met metrische achtervoegsel.
physicalQubits tekenreeks Totaal aantal fysieke qubits met metrische achtervoegsel.
algorithmicLogicalQubits tekenreeks Algoritmetische logische qubits met metrische achtervoegsel.
algorithmicLogicalDepth tekenreeks Algoritmen voor logische diepte met achtervoegsel voor metrische gegevens.
logicalDepth tekenreeks Eventueel aangepaste logische diepte van algoritme met achtervoegsel.
numTstates tekenreeks Aantal T-statussen met metrische achtervoegsel.
numTfactories tekenreeks Aantal exemplaren van T Factory met metrische achtervoegsel.
numTfactoryRuns tekenreeks Aantal T-factoryuitvoeringen met metrische achtervoegsel.
physicalQubitsForAlgorithm tekenreeks Aantal fysieke qubits voor algoritme met metrische achtervoegsel.
physicalQubitsForTfactories tekenreeks Aantal fysieke qubits voor T-factory's met metrische achtervoegsel.
physicalQubitsForTfactoriesPercentage tekenreeks Het aantal fysieke qubits voor alle T-factory's in percentage tot totaal.
requiredLogicalQubitErrorRate tekenreeks Afgekapte vereiste logische qubit-foutsnelheid.
requiredLogicalTstateErrorRate tekenreeks Afgekapte vereiste T-statusfoutpercentage.
physicalQubitsPerLogicalQubit tekenreeks Aantal fysieke qubits per logische qubit met metrische achtervoegsel.
logicalCycleTime tekenreeks De tijd van de logische cyclus van een logische qubit als mensvriendelijke tekenreeks.
clockFrequency tekenreeks Het aantal logische cycli per seconde als een mensvriendelijke tekenreeks.
logicalErrorRate tekenreeks Afgekapte logische foutfrequentie.
tfactoryPhysicalQubits tekenreeks Aantal fysieke qubits in de T-factory met metrische achtervoegsel (of bericht dat er geen T-factory is).
tfactoryRuntime tekenreeks De runtime van één T-factory als mensvriendelijke tekenreeks (of bericht dat er geen T-fabriek is).
numInputTstates tekenreeks Het aantal T-invoerstatussen (of het bericht dat er geen T-fabriek is).
numUnitsPerRound tekenreeks Het aantal eenheden per distillatieronde, gescheiden door komma's in een tekenreeks (of bericht dat er geen T-fabriek is).
unitNamePerRound tekenreeks De eenheidsnamen van elke distillatieronde, gescheiden door komma's in een tekenreeks (of bericht dat er geen T-fabriek is).
codeDistancePerRound tekenreeks De codeafstanden per distillatieronde, door komma's gescheiden in een tekenreeks (of bericht dat er geen T-fabriek is).
physicalQubitsPerRound tekenreeks Het aantal fysieke qubits per distillatieronde, gescheiden door komma's in een tekenreeks (of bericht dat er geen T-fabriek is).
tfactoryRuntimePerRound tekenreeks De runtime van elke distillatieronde, weergegeven als door komma's gescheiden menselijke vriendelijke tekenreeksen (of bericht dat er geen T-fabriek is).
tstateLogicalErrorRate tekenreeks Afgebroken foutpercentage logische T-status (of bericht dat er geen T-factory is).
logicalCountsNumQubits tekenreeks Aantal qubits (vooraf ingedeeld) met metrische achtervoegsel.
logicalCountsTCount tekenreeks Aantal T-poorten (vooraf ingedeeld) met metrische achtervoegsel.
logicalCountsRotationCount tekenreeks Aantal draaipoorten (vooraf ingedeeld) met metrische achtervoegsel.
logicalCountsRotationDepth tekenreeks Draaidiepte (vooraf indelen) met metrische achtervoegsel.
logicalCountsCczCount tekenreeks Aantal CCZ-poorten (vooraf ingedeeld) met metrische achtervoegsel.
logicalCountsCcixCount tekenreeks Aantal CCiX-poorten (vooraf ingedeeld) met metrische achtervoegsel.
logicalCountsMeasurementCount tekenreeks Aantal metingen met één qubit (vooraf indelen) met metrische achtervoegsel.
errorBudget tekenreeks Totale foutbudget afgekapt.
errorBudgetLogical tekenreeks Gekapt foutbudget voor logische fout.
errorBudgetTstates tekenreeks Afgekapte foutbudget voor defecte T-statusdestillatie.
errorBudgetRotations tekenreeks Gekapt foutbudget voor foutieve rotatiesynthese.
numTsPerRotation tekenreeks Het opgemaakte aantal T's per draaiing (kan geen zijn).

Logische qubit

De logicalQubit woordenlijst bevat de volgende vermeldingen:

Uitvoerparameter Gegevenstype Beschrijving
codeDistance Nummer De berekende codeafstand voor de logische qubit.
physicalQubits Nummer Het aantal fysieke qubits voor elke logische qubit.
logicalCycleTime Nummer De tijd voor het uitvoeren van één logische bewerking.
logicalErrorRate Nummer De logische foutfrequentie van de logische qubit.

Logische tellingen

De logicalCounts woordenlijst bevat de volgende vermeldingen:

Uitvoerparameter Gegevenstype Beschrijving
numQubits Nummer Aantal qubits vooraf indelen.
tCount Nummer Aantal T-poorten vooraf indelen.
rotationCount Nummer Aantal draaipoorten vooraf indelen.
rotationDepth Nummer Diepte van draaiing vooraf indelen.
cczCount Nummer Aantal CCZ-poorten vooraf indelen.
ccixCount Nummer Aantal CCiX-poorten vooraf indelen.
measurementCount Nummer Aantal metingen met één qubit vooraf indelen.

Tip

Als u een vooraf berekende set logische tellingen voor een resourceramingstaak wilt gebruiken, kunt u de LogicalCounts Python-bewerking gebruiken om de bekende schattingen door te geven aan de resource-estimator. Zie Hoe u bekende schattingen gebruikt met de resource-estimator voor meer informatie.

Ruimtediagram

De totale schatting van fysieke resources bestaat uit het totale aantal fysieke qubits dat wordt gebruikt voor zowel het algoritme als T Factory-kopieën. U kunt de verdeling tussen deze twee inspecteren met behulp van het ruimtediagram.

In het ruimtediagram ziet u het aandeel van de fysieke qubits die worden gebruikt voor het algoritme en de T-factory's. Houd er rekening mee dat het aantal exemplaren van T factory's bijdraagt aan het aantal fysieke qubits voor T-factory's.

In Jupyter Notebook hebt u toegang tot het ruimtediagram met behulp van de SpaceChart widget uit het qsharp-widgets pakket.

import qsharp

from qsharp_widgets import SpaceChart
SpaceChart(result)

Cirkeldiagram met de verdeling van de totale fysieke qubits tussen algoritme-qubits en T Factory-qubits. Er is een tabel met de uitsplitsing van het aantal T-fabriekskopieën en het aantal fysieke qubits per T-fabriek.

Wanneer u meerdere configuraties van target parameters uitvoert met de pareto grensraming, kunt u het ruimtediagram tekenen voor een specifieke oplossing van de. De volgende code laat bijvoorbeeld zien hoe u het ruimtediagram kunt tekenen voor de eerste configuratie van parameters en de derde kortste runtime.

SpaceChart(result[0], 2) # First (estimate index=0) run and third (point index=2) shortest runtime

Diagram met ruimtetijd

In kwantumcomputing is er een afweging tussen het aantal fysieke qubits en de runtime van het algoritme. U kunt overwegen om zoveel mogelijk fysieke qubits toe te kennen om de runtime van het algoritme te verminderen. Het aantal fysieke qubits wordt echter beperkt door het aantal fysieke qubits dat beschikbaar is in de kwantumhardware. Inzicht in de balans tussen runtime en systeemschaal is een van de belangrijkste aspecten van de schatting van resources.

Bij het schatten van de resources van een algoritme kunt u het ruimte-tijddiagram gebruiken om de afwegingen tussen het aantal fysieke qubits en de runtime van het algoritme te visualiseren.

Notitie

Als u meerdere optimale combinaties in het ruimtetijddiagram wilt zien, moet u het schattingstype instellen op pareto grensraming. Als u de resource-estimator in Visual Studio Code uitvoert met behulp van de Q#optie Resourceschattingen berekenen, is de schatting van de grens pareto standaard ingeschakeld.

Met het ruimtetijddiagram kunt u de optimale combinatie van {aantal qubits, runtime}-paren vinden die voldoen aan de beperkingen van de kwantumhardware. In het diagram ziet u het aantal fysieke qubits en de runtime van het algoritme voor elk {aantal qubits, runtime}-paar.

Als u het ruimtetijddiagram in Jupyter Notebook wilt uitvoeren, kunt u de EstimatesOverview widget uit het qsharp-widgets pakket gebruiken.

import qsharp

from qsharp_widgets import EstimatesOverview

EstimatesOverview(result, colors=["#1f77b4", "#ff7f0e"], runNames=["e4 Surface Code", "e6 Floquet Code"])

Schermopname van het qubit-tijddiagram van de resource-estimator.

Tip

Als u de schattingsgegevens wilt bekijken, kunt u de muisaanwijzer op elk punt in het diagram bewegen.

Het ruimte-tijddiagram is speciaal nuttig bij het vergelijken van meerdere configuraties van target parameters voor hetzelfde algoritme.

Schermopname van het ruimte-tijddiagram en de tabel met resultaten bij het uitvoeren van meerdere configuraties van de parameter in de resource-estimator.

Notitie

Als er een probleem optreedt tijdens het werken met de resource-estimator, bekijkt u de pagina Probleemoplossing of neemt u contact op AzureQuantumInfo@microsoft.com.

Volgende stappen