真实量子计算服务

真实量子计算服务的核心是提供 真实的量子计算机（简称”真机“）作为计算后端 ，支持用户直接运行并验证量子算法。目前，本源量子云平台已正式对外开放 “本源悟空 72” 超导量子计算机的使用权限，为全球开发者、科研机构、高校及企业提供真实量子硬件的算力支持与算法验证服务。“本源悟空102”超导量子计算机目前正在维护中，不支持使用。

“本源悟空72”是本源量子旗下的超导量子计算机，搭载72位自主超导量子芯片“悟空芯”，是目前先进的可编程、可交付超导量子计算机。截至目前，全球累计访问量突破3000万次，包括美国、日本、加拿大等国家。“本源悟空72”由本源“悟空”第四代超导量子芯片、“本源天机”量子计算测控系统、“本源司南”量子计算机操作软件系统和量子计算环境支撑系统等组成部分。

点击上图中的“本源悟空 72” 卡片，可查看“本源悟空72”的当前在线状态、基本参数及芯片数据，如下图所示：

1. “本源悟空72”

1. 基本参数：

“本源悟空72”的 基本参数 包括：量子比特、平均 T1 时间、平均 T2* 时间、CLOPS、基础逻辑门、单比特门保真度、双比特门保真度、最大层数、最大测量次数。基本参数介绍如下：

• 量子比特： 量子比特是量子计算的基本信息单位，与经典计算机中的比特（bit）相对应。

• 平均 T1 时间： T1 时间是量子比特从激发态到基态的退激发时间，也称为能量弛豫时间。平均 T1 时间通常用来衡量量子比特保持激发态的“寿命”，T1 越长，量子门可操作的总时间越长。

• 平均 T2* 时间： T2* 时间是量子比特相干时间的一种度量，反映相位退相干的速率。平均 T2* 时间通常用来衡量量子态在无外部干扰下保持相位相干的时间，也是评估量子门保真度和执行深度电路能力的关键指标，值越高，表示量子比特越稳定，越适合运行复杂量子算法。

• CLOPS： CLOPS 是一种用于衡量量子处理器性能的单位，类似于经典计算机的 FLOPS。通常用于评估量子处理单元（QPU）执行能力的指标，衡量其在硬件感知条件下每秒可完成的电路层操作数量。

• 基础逻辑门： 基础逻辑门是构建量子电路的基本门操作，通常指单比特门和双比特门。其中单比特门主要作用对象是一个量子比特，通常负责精确控制量子态的演化路径；双比特门的主要作用对象是两个量子比特，通常是创建 Bell 态、GHZ 态等多体纠缠资源的核心。

• 单比特门保真度： 单比特门保真度是衡量量子门操作准确性的指标。保真度越低，错误越多，越难实现容错计算；数值越高，越接近理想状态。

• 双比特门保真度： 双量子比特门是实现纠缠和通用量子计算的关键，也是决定能否实现表面码纠错的核心因素，它决定了能否构建复杂量子电路，数值越高，越能可靠地创建纠缠，量子硬件越“稳定”。

• 最大层数： 最大层数是一个量子电路中连续执行的门层数，表示在当前硬件噪声水平下，能稳定运行的最大量子门层数，通常用于评估硬件对深度算法的支持能力。

• 最大测量次数： 最大测量次数是指在一次量子程序运行中，可执行的测量次数上限，通常由硬件资源、控制系统的限制、数据精度需求和时间预算等共同决定。

2. 芯片数据：

“本源悟空72”的 芯片数据 主要包括：芯片拓扑图、数据视图。

• 芯片拓扑图：

  

  1. 页面：

  • 量子比特的连接方式（页面右侧拓扑结构图）：

    • 图中 节点 代表单个量子比特， 连线 代表量子比特之间的连接链路。

    • 节点颜色越深，表示测得该量子比特的性能指标（左侧Qubit下拉选择）数值越高；连线颜色越深，表示双量子逻辑门在实际物理实现中越接近理想的量子门操作，即其输出态与理论预期态的重叠度越高，误差越小。

  • 可选择查看的量子比特的 性能指标 （包括T1、T2*、比特频率(MHZ)、单比特门保真度、读取保真度、F0读取保真度、F1读取保真度）

    • 比特频率： 比特频率指的是超导量子比特的基态与第一激发态之间的能级跃迁频率，通常以吉赫兹（GHz）为单位。它决定了量子门操作（如单量子门和两量子门）的控制信号频率。比特频率是量子门控制的载波频率，直接影响门的控制精度。

    • 读取保真度： 读取保真度是指在理想条件下，通过测量门将量子态正确分类为 ∣0⟩ 或 ∣1⟩ 的概率。它是衡量量子计算机能否准确区分两个逻辑态的指标，若读取保真度低，即使计算正确，也无法获得有效结果。

    • F0读取保真度： F0读取保真度是指在真实量子态为∣0⟩ 的前提下，测量设备正确识别出∣0⟩ 的概率。

    • F1读取保真度： F1读取保真度是指在真实量子态为∣1⟩ 的前提下，测量设备正确识别出∣1⟩ 的概率。

  • CZ门操作的保真度： CZ门保真度是衡量超导量子处理器中CZ门实际性能与理想性能接近程度的核心指标，反映了在真实硬件上执行一个CZ门操作后，量子态演化结果与理想理论值之间的匹配程度。

  2. 操作：

  • 选择Qubit下拉菜单中所需查看的基本参数，右侧拓扑图将对应变化，展示当前所选择参数下的拓扑图。鼠标移动至某个节点，将悬浮显示该节点的具体参数信息。

    

  • Connection下拉菜单仅支持选择查看CZ门保真度。鼠标移动至某两个节点之间的连线出，将悬浮显示该CZ门保真度具体数值。如：鼠标移动到Qubit 29和Qubit 35之间的连线，将显示CZ29_35的保真度。

    

  • 拓扑图：

    • 点击拓扑图右上角的【下载】按钮，可下载当前参数下的PNG格式拓扑图。

    • 鼠标悬浮在拓扑图部分，滚动滚轮，可放大缩小拓扑图；鼠标按住并拖动，可拖动拓扑图展示位置。

• 数据视图：可展示所有量子比特以及其对应CZ门的详细参数信息。点击【下载】按钮，可下载完整XLSX数据表格。

  

2. “本源悟空102”

同样，点击上图中的“本源悟空102” 或“本源悟空102-2” 卡片，可查看“本源悟空102”的当前在线状态、基本参数及芯片数据。由于芯片架构、量子比特数、校准策略等差异，相比于“本源悟空72”，“本源悟空102” 的多了一项参数： 平均 T2,Echo 时间 ，指的是过使用180度脉冲（π脉冲）对抗量子比特的局部磁场不均匀性（如超导量子芯片中的约瑟夫森结非均匀性）而测量到的相干时间，其反映的是由量子门误差、弛豫、退相位等不可逆过程导致的相干性衰减，是衡量量子门质量的重要指标。平均 T2,Echo 时间越长，说明量子比特在受到外界干扰时，能更长时间地保持其量子特性，也就是“更稳定”、“更不容易出错”。

除了查看量子计算机的当前在线状态、基本参数及芯片数据之外，点击卡片后可按下【图形化编程】或【QPanda编程】两个按钮，快速跳转至对应页面进行学习：

点击【图形化编程】，可快速通过图形化编程工具在线提交任务，详见2.4。

点击【QPanda编程】，可快速跳转至QPanda3编程框架相关文档页面，详见 https://qcloud.originqc.com.cn/document/qpanda-3/cn/index.html 。