18、量子计算中的性能评估与误差考量

量子计算中的性能评估与误差考量

1. 芯片上量子比特的比较

在量子计算中，芯片上量子比特的性能评估至关重要。我们可以通过列表和误差图来展示最佳和最差的 CX 门性能信息。以 ibmq_santiago 为例，我们可以查看其各种 CX 门误差的误差图，验证所选的最佳 [1,2] 和最差 [3,4] CX 连接器是否正确。

接下来，我们会创建并展示两个针对所选后端的量子电路，分别代表最佳和最差的 CX 连接。以下是示例代码，展示如何创建并测试转译这些电路：

# 假设已经有了 qc_best 和 backend
trans_qc_best = transpile(qc_best, backend)
print("Transpiled qc_best circuit:")
display(trans_qc_best.draw())

运行上述代码后，我们会得到一个转译后的贝尔态电路，当遵循量子比特耦合图时，转译后的 CX 电路与原始电路完全相同。

之后，我们会在后端运行最佳和最差的电路，并在 Aer 模拟器上进行相同电路的基线执行。最后，将结果绘制成图进行比较。从结果中我们可以看到，模拟基线（蓝色条）预期仅在 |00⟩ 和 |11⟩ 以 50/50 的比例返回完美结果，模拟器不会有蓝色的 |01⟩ 和 |10⟩ 结果。而在真实机器上，结果会受到量子比特误差的影响，红色（最差）和绿色（最佳）条显示 IBM 后端会为所有组合 |00⟩、|01⟩、|10⟩ 和 |11⟩ 返回有噪声的结果，最佳量子比特对的噪声略小于最差对。

需要注意的是，我们看到的结果不仅基