مهندس کوانتومی

68. پروژهٔ ۳ — شبیه‌ساز کوانتومیِ نویزی

پیاده‌سازی: وارونگی بیت، وارونگی فاز، نویز قطبی‌شونده، میرایی دامنه، خطاهای اندازه‌گیری. (فصل‌های ۲۹ تا ۳۱.)

مشخصات. توسعهٔ qsim (یا بستهٔ qnoise) با: (۱) چارچوب کانال apply_channel(state, kraus_ops) — تحول تصادفی حالت-خالص (نمونه‌گیری یک کراوس به‌ازای هر اعمال، با پیگیری نتیجه) و تحول ماتریس-چگالی ρ → Σ K ρ K†؛ (۲) کانال‌های نام‌برده با احتمال‌های تنظیم‌پذیر: وارونگی بیت (X با p)، وارونگی فاز (Z با p)، قطبی‌شونده (مخلوط فصل ۲۹)، میرایی دامنه (جفت کراوس با γ — فیزیک T1)، خطای اندازه‌گیری (ماتریس درهم‌ریختگی به‌ازای کیوبیت، اعمال در خوانش)؛ (۳) مدل‌سازی T1/T2: بیکاری به‌صورت کانال‌های واخزش حرارتی پارامترشده با اعداد واقعی دستگاه (T1=200 µs، T2=100 µs، زمان دروازه‌ها از فصل ۱۵)؛ (۴) آزمایش‌های اعتبارسنجی — جمعیت |1⟩ زیر میرایی دامنه دقیقاً (1−γ)ᵗ میرد؛ قطبی‌شونده بردارهای بلوخ را همسانگرد به مبدأ می‌کشد؛ ماتریس خطای اندازه‌گیری با آماده‌سازی-و-اندازه‌گیری بازیابی شود.

نقاط عطف. M1: چارچوب کراوس، وارونگی بیت/فاز تأیید. M2: قطبی‌شونده + نمودار انقباض بردار بلوخ. M3: میرایی دامنه + منحنی میرش T1 منطبق بر نظریه. M4: خطای اندازه‌گیری + وارون‌سازی کالیبراسیون. M5: اجرای کاملِ نویزی — گروور-۴ زیر مدل نویز مرکب، مقایسه با ایده‌آل، شکاف با کمّیت توضیح داده شود؛ سپس NoiseModel.from_backend ایرو همان مدار، مقایسهٔ سه‌گانه (شما/Aer/ایده‌آل).

معیارهای پذیرش. کنش هر کانال در آزمون‌ها با پیش‌بینی‌های فرم-بسته راستی‌آزمایی شود؛ تحول ماتریس-چگالی و نمونه‌گیری تصادفی به‌طور آماری هم‌خوان باشند؛ تحلیل گروورِ نویزی-مرکب افت فیدیلیتی را کمّی به کانال‌ها نسبت دهد (خطای دروازه در برابر میرش در برابر خوانش — جدول تجزیه، نه حس).

چه اثبات می‌کند. بخش نهم برای شما واقعی است: نویز دیگر جعبهٔ سیاهی به نام «دِکوهرنس» نیست؛ جبری عملگری است که پیاده و اندازه گرفته‌اید. زحمت: ۲ تا ۳ آخر هفته.