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Informazioni sui dati dei risultati di Resource Estimator

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Informazioni su come interpretare e recuperare i parametri di output e i diagrammi dello strumento di stima delle risorse. Questo articolo illustra come accedere a livello di codice ai risultati di Resource Estimator in Jupyter Notebooks. Se si esegue Lo strumento di stima delle risorse in Visual Studio Code dal riquadro comandi, i comandi seguenti non si applicano.

Prerequisiti

Parametri di output

I dati di output di Resource Estimator sono un report stampato nella console e accessibile a livello di codice. Ad esempio, il frammento di codice seguente mostra come accedere ai parametri di stima delle risorse.

result['job_params']

I dati di output seguenti costituiscono le possibili voci a cui è possibile accedere a livello di codice.

Parametro di output di primo livello Tipo di dati Descrizione
status stringa Lo stato del processo è sempre Succeeded.
job_params dizionario Parametri target del processo passati come input.
physical_counts dizionario Stime delle risorse fisiche. Per altre informazioni, vedere Conteggi fisici.
physical_counts_formatted dizionario Le stime delle risorse fisiche formattate per la visualizzazione nei dati del report. Per altre informazioni, vedere Conteggi fisici formattati.
logical_qubit dizionario Proprietà del qubit logico. Per altre informazioni, vedere Qubit logico.
tfactory dizionario Proprietà della factory T.
logical_counts dizionario Stime delle risorse logiche di pre-layout. Per altre informazioni, vedere Conteggi logici.
report_data dizionario Dati di generazione per il report di stima delle risorse.

Conteggi fisici

Il physical_counts dizionario contiene le voci seguenti:

Parametro di output Tipo di dati Descrizione
physical_qubits number Numero totale di qubit fisici.
runtime number Runtime totale per eseguire l'algoritmo in nanosecondi.
rqops number Numero di operazioni quantistico affidabili al secondo (QOPS).
breakdown dizionario Scomposizione delle stime. Per altre informazioni, vedere Suddivisione dei conteggi fisici.

Suddivisione dei conteggi fisici

Il breakdown dizionario di physical_counts contiene le voci seguenti:

Parametro di output Tipo di dati Descrizione
algorithmic_logical_qubits number I qubit logici necessari per l'esecuzione dell'algoritmo e non includono risorse per le factory T.
algorithmic_logical_depth number I cicli logici necessari per l'esecuzione dell'algoritmo e non includono risorse per le factory T.
logical_depth number Numero eventualmente modificato di cicli calcolati ogni volta che il tempo di esecuzione della factory T è più veloce e quindi l'esecuzione dell'algoritmo.
num_tstates number Numero di stati T utilizzati dall'algoritmo.
clock_frequency number Numero di cicli logici al secondo.
num_tfactories number Numero di stabilimenti T (presupponendo la progettazione uniforme della fabbrica T).
num_tfactory_runs number Numero della frequenza con cui devono essere eseguite tutte le factory T parallele.
physical_qubits_for_tfactories number Numero di qubit fisici per tutte le factory T.
physical_qubits_for_algorithm number Numero di qubit fisici per il layout dell'algoritmo.
required_logical_qubit_error_rate number Frequenza di errore logica richiesta.
required_logical_tstate_error_rate number Frequenza di errore dello stato T logico richiesta.
num_ts_per_rotation number Numero di cancelli T per rotazione.
clifford_error_rate number Frequenza degli errori Clifford in base ai parametri qubit.

Conteggi fisici formattati

Il physical_counts_formatted dizionario contiene le voci seguenti:

Parametro di output Tipo di dati Descrizione
runtime stringa Runtime totale come stringa descrittiva umana.
rqops string Numero di operazioni quantistice affidabili al secondo (QOPS) formattate con suffisso metrica.
physical_qubits string Numero totale di qubit fisici con suffisso della metrica.
algorithmic_logical_qubits string Qubit logici algoritmici con suffisso metrico.
algorithmic_logical_depth string Profondità logica algoritmica con suffisso metrica.
logical_depth string Possibile regolazione della profondità logica algoritmica con suffisso metrico.
num_tstates string Numero di stati T con suffisso della metrica.
num_tfactories string Numero di copie factory T con suffisso metrico.
num_tfactory_runs string Numero di esecuzioni di T factory con suffisso metrico.
physical_qubits_for_algorithm string Numero di qubit fisici per l'algoritmo con suffisso della metrica.
physical_qubits_for_tfactories string Numero di qubit fisici per le factory T con suffisso metrico.
physical_qubits_for_tfactories_percentage string Numero di qubit fisici per tutte le factory T in percentuale al totale.
required_logical_qubit_error_rate string Velocità di errore del qubit logico troncata.
required_logical_tstate_error_rate string Velocità di errore dello stato T troncata.
physical_qubits_per_logical_qubit string Numero di qubit fisici per qubit logico con suffisso metrico.
logical_cycle_time string Tempo del ciclo logico di un qubit logico come stringa descrittiva umana.
clock_frequency string Numero di cicli logici al secondo come stringa descrittiva umana.
logical_error_rate string Velocità di errore logica troncata.
tfactory_physical_qubits string Numero di qubit fisici nella factory T con suffisso metrico (o messaggio che non esiste alcuna factory T).
tfactory_runtime string Runtime di una singola factory T come stringa descrittiva umana (o messaggio che non è presente alcuna factory T).
num_input_tstates string Numero di stati T di input (o messaggio che non è presente alcuna factory T).
num_units_per_round string Numero di unità per ciclo distillazione, delimitato da virgole in una stringa (o messaggio che non esiste una fabbrica T).
unit_name_per_round string Nomi di unità di ogni round distile, delimitati da virgole in una stringa (o messaggio che non esiste una fabbrica T).
code_distance_per_round string Distanze di codice per ciclo distillazione, delimitate da virgole in una stringa (o messaggio che non esiste una factory T).
physical_qubits_per_round string Numero di qubit fisici per ciclo distillazione, delimitati da virgole in una stringa (o messaggio che non è presente alcuna factory T).
tfactory_runtime_per_round string Il runtime di ogni arrotondamento distillato, visualizzato come stringhe descrittive umane separate da virgole (o messaggio che non c'è nessuna fabbrica T).
tstate_logical_error_rate string Velocità di errore dello stato T logico troncata (o messaggio che non è presente alcuna factory T).
logical_counts_num_qubits string Numero di qubit (pre-layout) con suffisso metrica.
logical_counts_t_count string Numero di cancelli T (pre-layout) con suffisso metrico.
logical_counts_rotation_count string Numero di cancelli di rotazione (pre-layout) con suffisso metrico.
logical_counts_rotation_depth string Profondità rotazione (pre-layout) con suffisso metrica.
logical_counts_ccz_count string Numero di cancelli CCZ (pre-layout) con suffisso metrico.
logical_counts_ccix_count string Numero di controlli CCiX (pre-layout) con suffisso metrico.
logical_counts_measurement_count string Numero di misurazioni a qubit singolo (pre-layout) con suffisso metrico.
error_budget string Bilancio totale degli errori troncato.
error_budget_logical string Budget degli errori troncato per l'errore logico.
error_budget_tstates string Bilancio degli errori troncato per la lo stato T difettoso.
error_budget_rotations string Budget degli errori troncato per la sintesi della rotazione difettosa.
num_ts_per_rotation string Numero formattato di T per rotazione (potrebbe essere Nessuno).

Qubit logico

Il logical_qubit dizionario contiene le voci seguenti:

Parametro di output Tipo di dati Descrizione
code_distance number Distanza del codice calcolata per il qubit logico.
physical_qubits number Numero di qubit fisici per ogni qubit logico.
logical_cycle_time number Tempo necessario per eseguire un'operazione logica.
logical_error_rate number Frequenza di errore logica del qubit logico.

Conteggi logici

Il logical_counts dizionario contiene le voci seguenti:

Parametro di output Tipo di dati Descrizione
num_qubits number Numero di qubit pre-layout.
t_count number Numero di cancelli T pre-layout.
rotation_count number Numero di cancelli di rotazione pre-layout.
rotation_depth number Profondità rotazione pre-layout.
ccz_count number Numero di cancelli CCZ pre-layout.
ccix_count number Numero di controlli CCiX pre-layout.
measurement_count number Numero di pre-layout di misurazioni a qubit singolo.

Diagramma spaziale

La stima complessiva delle risorse fisiche è costituita dal numero totale di qubit fisici usati sia per l'algoritmo che per le copie factory T. È possibile esaminare la distribuzione tra questi due usando il diagramma spaziale.

Il diagramma spaziale mostra la proporzione dei qubit fisici usati per l'algoritmo e le factory T. Si noti che il numero di copie factory T contribuisce al numero di qubit fisici per le factory T.

In Jupyter Notebook è possibile accedere al diagramma spaziale usando il SpaceChart widget del qsharp-widgets pacchetto.

import qsharp

from qsharp_widgets import SpaceChart
SpaceChart(result)

Diagramma a torta che mostra la distribuzione dei qubit fisici totali tra qubit di algoritmo e qubit di T factory. È disponibile una tabella con la suddivisione del numero di copie factory T e il numero di qubit fisici per ogni factory T.

Quando si eseguono più configurazioni di target parametri con la stima della frontiera Pareto, è possibile tracciare il diagramma spaziale per una soluzione specifica di . Ad esempio, il codice seguente illustra come tracciare il diagramma spaziale per la prima configurazione dei parametri e il terzo runtime più breve.

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

Diagramma spazio-tempo

Nel calcolo quantistico esiste un compromesso tra il numero di qubit fisici e il runtime dell'algoritmo. È possibile considerare l'allocazione del maggior numero possibile di qubit fisici per ridurre il runtime dell'algoritmo. Tuttavia, il numero di qubit fisici è limitato dal numero di qubit fisici disponibili nell'hardware quantistico. Comprendere il compromesso tra runtime e scalabilità di sistema è uno degli aspetti più importanti della stima delle risorse.

Quando si stimano le risorse di un algoritmo, è possibile usare il diagramma dello spazio-tempo per visualizzare i compromessi tra il numero di qubit fisici e il runtime dell'algoritmo.

Nota

Per visualizzare più combinazioni ottimali nel diagramma dello spazio-tempo, è necessario impostare il tipo di stima su Stima della frontiera Pareto. Se si esegue Lo strumento di stima delle risorse in Visual Studio Code usando l'opzione Q#: Calculate Resource Estimates (Calcola stime delle risorse), la stima della frontiera Pareto è abilitata per impostazione predefinita.

Il diagramma dello spazio-tempo consente di trovare la combinazione ottimale di {numero di qubit, coppie di runtime} che soddisfano i vincoli dell'hardware quantistico. Il diagramma mostra il numero di qubit fisici e il runtime dell'algoritmo per ogni coppia {numero di qubit, runtime}.

Per eseguire il diagramma spazio-tempo in Jupyter Notebook, è possibile usare il EstimatesOverview widget del qsharp-widgets pacchetto.

import qsharp

from qsharp_widgets import EstimatesOverview

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

Screenshot che mostra il diagramma qubit-time di Resource Estimator.

Suggerimento

Per visualizzare i dettagli della stima, è possibile passare il puntatore del mouse su ogni punto del diagramma.

Il diagramma spazio-tempo è particolarmente utile quando si confrontano più configurazioni di target parametri per lo stesso algoritmo.

Screenshot che mostra il diagramma spazio-tempo e la tabella dei risultati durante l'esecuzione di più configurazioni di parametro in Resource Estimator.

Nota

Se si verifica un problema durante l'uso dello strumento di stima delle risorse, consultare la pagina Risoluzione dei problemi o contattare AzureQuantumInfo@microsoft.com.

Passaggi successivi