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新增密度矩阵和噪声模拟后端,昇思MindSpore Quantum0.9全新版本发布

新增密度矩阵和噪声模拟后端,昇思MindSpore Quantum0.9全新版本发布

新增密度矩阵和噪声模拟后端,昇思MindSpore Quantum0.9全新版本发布

MindSpore Quantum 0.9版本全新发布

期盼已久的0.9终于跟大家见面了,经过昇思社区开发者们5个月的不断努力,昇思MindSpore Quantum0.9版本现正式发布。

新版本中,我们对量子模拟器、量子门、量子线路和量子算法库等均做了大量更新,实现全新技术升级,使能科研创新和产业应用。下面就带大家快速了解0.9版本的关键特性。

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新版本亮点摘要包括以下6大内容:

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关于安装MindQuantum的重要通知

通过如下指令可安装最新版本 MindQuantum

首次安装

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02

提供噪声模拟后端含噪量子模拟在研究量子算法的鲁棒性和研究误差缓解算法时十分重要。基于现有版本中的各种量子信道,新版本提供强大的信道管理工具,可根据实际情况生成噪声模型,并最终完成噪声模拟。 举例来说,如果我们需要模拟一个只有两个比特的量子芯片,其中单比特量子门噪声可以忽略,而双比特量子门具有去极化噪声,测量门则有比特翻转噪声,我们可以按如下方案来搭建噪声模型:

cke_4296.png

利用该噪声模型,我们可将普通量子线路转化为噪声量子线路:

不含噪量子线路

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经过噪声模型转化的含噪量子线路

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cke_10157.png

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绘制出来的拓扑图如下:

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此外,我们还可以利用新版本支持的比特映射算法将量子线路编译到提供的芯片结构上。更多关于拓扑结构与比特映射的教程,请扫码查看参考教程。

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cke_18928.png

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05

海量Ansatz,加速变分量子算法开发

Ansatz是变分量子算法的重要组成成分,通过对ansatz量子线路进行优化学习,我们可以解决量子机器学习场景中的分类问题、量子化学模拟的基态能量求解问题等。在新版本中,我们为大家提供了新的19个ansatz,请扫码查看所有的ansatz。我们列举其中一个表达能力纠缠度最高的一个ansatz来看:

cke_24558.png


import mindquantum as mq
from mindquantum.simulator import Simulator

sim  = Simulator('mqvector', 1, dtype=mq.complex64)
print(sim)
mqvector simulator with 1 qubit (little endian), dtype: mindquantum.complex64.
Current quantum state:
1¦0⟩

这里mq.complex64 表示模拟器采用的是32位单精度浮点数来进行模拟。dtype的默认值为64位双精度的 mq.complex128。在一些变分量子算法上,我们往往只需要单精度即可,由于内存消耗减半,我们能模拟更多一个比特。

此外,我们还新增了误差缓解零噪声外推法(ZNE)、量子线路编译、 贫瘠高原验证等多种算法模块,期待大家的探索与反馈!

cke_29643.png

感谢以下开发者为版本做出的贡献:

yufan, wengwenkang, xuxusheng, Damien Ngyuen, zhouxu, wangzidong, yangkang, lujiale, zhangzhenghai, fanyi, zhangwengang, wangkaisheng, zhoufeng, wangsiyuan, gongxiaoqing, chengxianbin, sunxiyin, wenwenkang, lvdingshun, cuijiangyu, chendiqing, zhangkai, Zotov Yuriy, liqin, zengjinglin, cuixiaopeng, 朱祎康, dorothy20212021, dsdsdshe, buyulin, norl-corxilea, herunhong, Arapat Ablimit, NoE, panshijie, longhanlin.