本说明书涉及量子计算。特别地,其涉及使用监督机器学习模型来优化量子位校准。
背景技术:
1、量子计算机上的计算可以通过操纵物理量子位(qubit)来实现。然而,为了以有用的能力(capacity)操作物理量子位,可能需要校准与量子位有关的许多参数。已经开发了各种技术来校准这样的参数。
技术实现思路
1、在一个示例方面,本说明书描述了一种方法,该方法包括根据自动量子位校准过程执行多个量子位校准程序。在执行量子位校准程序时,维护日志数据,该日志数据至少包括:标识已执行的一个或多个校准程序的记录,以及与各个校准程序的结果有关的信息。从日志数据中选择的训练数据在于一个或多个计算设备处操作的学习模块处接收到。在学习模块处,使用已从日志数据中选择的训练数据来训练监督学习模型。特别地,训练监督学习模型以选择要被校准和/或检查的量子位参数。
2、以这种方式训练的监督学习模型可以加快校准时间,因为它可以能够直接“跳到”可能需要校准的量子位参数,而无需执行诊断程序。以这种方式,可以避免不必要的实验和数据处理。这导致了量子计算领域的技术改进。
3、在各种示例实施方式中,该方法可以进一步包括使用监督学习模型来选择一个或多个量子位参数。在一些示例中,可以根据包括多个节点和有向边的图来操作自动量子位校准过程,其中,该图的每个节点与至少一个量子位参数有关,并且其中,每个边限定一节点对另一节点的依赖关系,其中,选择量子位参数包括选择该图中的节点。
4、在另一个示例方面,本说明书描述了一种计算机实现的方法,包括:向监督学习模型提供输入数据,其中该输入数据包括i)标识先前对量子计算设备中包括的一个或多个物理量子位执行的量子位校准程序的数据,每个物理量子位包括多个量子位参数,以及ii)表示与校准程序的结果相关的信息的数据,并且该监督学习模型包括通过对训练数据进行训练而配置的用于选择要校准和/或检查的量子位参数的模型,其中,该训练数据包括从日志数据中选择的数据,该日志数据存储i)标识根据自动量子位校准过程对物理量子位执行的多个量子位校准程序的记录和ii)与各个量子位校准程序的结果相关的信息;从监督学习模型获得输出数据,其中,该输出数据包括表示要校准和/或检查的一个或多个物理量子位的量子位参数的数据;其中,该自动量子位校准过程是根据包括多个节点和边的图来操作的,其中,该图的每个节点与至少一个量子位参数相关,并且其中,每个边定义一个节点对另一个节点的依赖性,其中,包括表示要校准和/或检查的量子位参数的数据的输出数据包括表示图的节点的数据。
1.一种计算机实现的方法,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述图包括有向非循环图。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述监督学习模型是使用训练数据来训练的,以基于从针对第一节点的校准实验获得的测量数据来标识导致第一节点故障的一个或多个第二节点。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述监督学习模型通过训练被配置为识别从针对第一节点的校准实验获得的测量数据中的一个或多个模式或独特特征,以标识一个或多个第二节点。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述监督学习模型包括贝叶斯模型,并且所述训练数据包括i)单个节点和ii)节点组合的校准未通过的频率,以训练所述模型估计与一个节点相对应的至少一个量子位参数的校准和/或检查的未通过是由与一个或多个其他节点相对应的至少一个量子位参数引起的概率。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述监督学习模型被配置为使用最大似然估计和/或平滑的概率估计器基于所述训练数据来导出概率。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述训练数据包括训练示例,所述训练示例分别包括:
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述方法还包括:对节点故障相对于自发生故障的节点最后被检查或校准以来经过的时间进行直方图绘制。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述方法还包括:确定一个或多个节点的超时时段。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,每个量子位校准程序包括以下之一:
11.根据权利要求1所述的方法,还包括执行量子位校准程序,以校准和/或检查输出数据中包括的量子位参数。
12.根据权利要求1所述的方法,其中,所述模型包括神经网络,其中,所述神经网络是使用反向传播来训练的。
13.根据权利要求1所述的方法,其中,所述监督学习模型被训练为取决于与量子计算设备的操作状态相关的知识来选择要执行的量子位校准。
14.根据权利要求1所述的方法,其中,所述一个或多个量子位包括一个或多个超导量子位。
15.根据权利要求1所述的方法,其中,所述一个或多个量子位包括基于以下中的至少一个的系统:超导量子位、基于一个或多个离子阱、量子点、中性原子、里德堡状态、固态缺陷、分子、光子的系统或包括这样的系统的多个副本的系综。
16.根据权利要求1所述的方法,还包括使用所述输出数据来识别先行运行的校准和运行以诊断错误的校准。
17.根据权利要求1所述的方法,其中,所述输出数据包括表示在特定时间需要被校准的节点的数据。
18.根据权利要求1所述的方法,其中,所述输出数据包括表示一个节点的故障由一个或多个其他节点引起的概率的数据、或者表示节点基于节点年龄已经发生故障的估计概率的数据。
19.一种装置,被配置为执行前述权利要求中任一项所述的方法。
