[发明专利]通过电路重写调试量子电路

说明书

提供了用于使量子电路调试自动化的技术，该技术模拟标准调试行为。该技术包括基于被插入到与源量子电路对应的软件代码中的仪器指令信息将源量子电路重写成仪器化电路。仪器化电路可以被执行以获得与源量子电路内的量子位的不同状态数据对应的测量数据。测量数据可以被处理以输出与关联于源量子电路的量子计算机的一个或多个内部状态或过程对应的生成的信息。

背景技术

本公开涉及量子计算，并且更具体地，涉及调试量子电路。诸如在单步通过代码执行时观察常规计算机器的内部状态的标准调试方法在量子计算机上是不可能的，因为内部状态的测量改变了执行结果并且是不可逆的过程。

发明内容

以下呈现了用以提供对本发明的一个或多个实施例的基本理解的发明内容。本发明内容并不旨在标识关键或重要元素，或描绘特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现概念，作为稍后被呈现的更详细的描述的序言。在本文描述的一个或多个实施例中，描述了促进使量子电路调试自动化的设备、系统、计算机实现的方法、装置和/或计算机程序产品。

根据一个实施例，一种系统可以包括电路重写组件，该电路重写组件基于与对应于量子计算机的源电路的软件代码相关联的仪器指令信息来将源电路重写成仪器化电路。执行组件可以执行仪器化电路以产生测量数据。电路重写组件可以应用电路重写规则以移除产生自仪器指令信息的死代码。在一个方面中，由系统产生的测量数据可以提供被调试的和/或改进的量子电路。

根据另一实施例，提供了一种计算机实现的方法。该计算机实现的方法可以包括由被操作地耦合到处理器的系统基于将源量子电路仪器化的仪器指令信息来将源量子电路自动地重写成仪器化电路，其中源量子电路与量子计算机相关联。此外，计算机实现的方法可以包括由设备执行仪器化电路以获得与源电路中的不同位置对应的测量数据，并且由设备输出测量数据。在一个方面中，由计算机实现的方法产生的测量数据可以提供被调试的和/或改进的量子电路。

根据又一实施例，一种促进量子电路调试的计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有利用其被体现的程序指令。程序指令能够由处理器可执行并且使得处理器基于被插入到对应于源量子电路的软件代码中的仪器指令信息来将源量子电路自动地重写成仪器化电路，执行仪器化电路以获得对应于源量子电路内的量子位的不同状态数据的测量数据，并且处理测量数据以输出与关联于源量子电路的量子计算机的一个或多个内部状态或过程的生成的信息。在一个方面中，由计算机程序产品产生的生成的信息可以提供被调试的和/或改进的量子电路。

在另一实施例中，一种计算机实现的方法可以包括基于被插入到对应于源量子电路的软件代码中的仪器指令信息来将源量子电路重写成仪器化电路，执行仪器化电路以获得对应于源量子电路内的量子位的不同状态数据的测量数据；以及处理测量数据以输出与关联于源量子电路的量子计算机的一个或多个内部状态或过程对应的生成的信息。处理测量数据可以包括执行状态层析(tomography)和重建，或者执行过程层析和重建。在一个方面中，由计算机实现的方法产生的生成的信息可以提供被调试的和/或改进的量子电路。

在又一实施例中，一种系统可以包括电路重写组件，该电路重写组件基于被插入到对应于源量子电路的软件代码中的仪器指令信息来将源量子电路重写成仪器化电路。执行组件可以执行仪器化电路以获得对应于源量子电路内的量子位的不同状态数据的测量数据。统计估计组件，该统计估计组件处理测量数据以输出与关联于源量子电路的量子计算机的一个或多个内部状态或过程对应的生成的信息。在一个方面中，由系统产生的生成的信息可以提供被调试的和/或改进的量子电路。

附图说明

图1至图3示出了根据本文描述的一个或多个实施例的包括量子调试器组件的示例非限制性系统的框图。

图4示出了根据本文描述的一个或多个实施例的包括被重写成仪器化电路实例的具有断点的输入电路的另一示例非限制性系统的框图。