I-QMapper:面向NISQ硬件的差错感知布局优化与设备诊断
在含噪中等规模量子(NISQ)硬件上实现高保真执行,需要谨慎选择物理量子比特布局,因为门误差、读出误差及相干时间会随器件不同而变化,并随时间漂移。目前,量子比特映射要么通过人工检查器件校准数据,要么通过自动化布局流水线完成,但两者均无法将交互式布局可视化与校准分析集成在一起。本研究提出了交互式量子映射器(I-QMapper),这是一个基于Jupyter的开源工具,专用于超导量子硬件上的噪声感知布局选择、可视化与分析。I-QMapper提供两种运行模式:适用于任意电路的通用模式,以及专为量子化学应用(特别是局域酉团簇雅斯特罗(LUCJ)拟设)定制的专用模式。每种模式下,设计面板支持交互式布局构建,而误差面板则通过四种时间查看模式(实时、快照、日内和多日范围)提供校准分析,并结合阈值过滤与增量模式比较来识别漂移。每个布局都会获得一个布局质量评分(LQS),该评分将布局的读出误差和两量子比特门误差聚合为单一质量值。从IBM Quantum提供的自动LUCJ电路生成出发,该工作将其扩展为多编程环境,在该环境中多个电路被映射到单个量子处理单元(QPU)上。I-QMapper进一步支持两个量子后端的并排可视化与布局比较,以及用于实验可复现性的会话导出。通过将交互式探索与校准分析相结合,I-QMapper旨在支持在NISQ器件上进行快速布局原型设计以及明智的噪声感知实验设计。

