Braket 支持哪些 OpenQasm 功能？

下一节列出了 Braket 支持的 OpenQasm 3.0 数据类型、语句和编译指令。

支持的 OpenQasm 数据类型

Amazon Braket 支持以下 OpenQasm 数据类型。

• 非负整数用于（虚拟和物理）量子比特索引：

  • cnot q[0], q[1];

  • h $0;

• 浮点数或常数可用于浇口旋转角度：

  • rx(-0.314) $0;

  • rx(pi/4) $0;

注意

pi 是 OpenQasm 中的内置常量，不能用作参数名称。

• 在用于定义一般赫米特观测值的结果类型编译指示和单一编译用中，允许使用复数数组（虚数部分使用 OpenQasm im 表示法）：

  • #pragma braket unitary [[0, -1im], [1im, 0]] q[0]

  • #pragma braket result expectation hermitian([[0, -1im], [1im, 0]]) q[0]

支持的 OpenQasm 语句

Amazon Braket 支持以下 OpenQasm 语句。

• Header: OPENQASM 3;

• 经典位声明：

  • bit b1;（等同于，）creg b1;

  • bit[10] b2;（等同于，）creg b2[10];

• 量子比特声明：

  • qubit b1;（等同于，）qreg b1;

  • qubit[10] b2;（等同于，）qreg b2[10];

• 在数组内建立索引：q[0]

• 输入：input float alpha;

• 物理规格qubits：$0

• 设备上支持的门禁和操作：

  • h $0;

  • iswap q[0], q[1];

注意

设备支持的门可以在 OpenQasm 操作的设备属性中找到；使用这些门不需要任何门定义。

• 逐字记录声明。目前，我们不支持方框持续时间表示法。原生大门和实体qubits门必须放在逐字记录框中。

#pragma braket verbatim
box{
    rx(0.314) $0;
}

• 在qubits或整个qubit寄存器上进行测量和测量分配。

  • measure $0;

  • measure q;

  • measure q[0];

  • b = measure q;

  • measure q → b;

Braket openQasm 编译指示

Amazon Braket 支持以下 OpenQasm 编译指示说明。

• 噪音编译指示

  • #pragma braket noise bit_flip(0.2) q[0]

  • #pragma braket noise phase_flip(0.1) q[0]

  • #pragma braket noise pauli_channel

• Verbatim pragmas

  • #pragma braket verbatim

• 结果类型编译指示

  • 基数不变结果类型：

    • 状态向量：#pragma braket result state_vector

    • 密度矩阵：#pragma braket result density_matrix

  • 梯度计算实用程序：

    • 伴随渐变：#pragma braket result adjoint_gradient expectation(2.2 * x[0] @ x[1]) all

  • Z 基准结果类型：

    • 振幅：#pragma braket result amplitude "01"

    • 概率：#pragma braket result probability q[0], q[1]

  • 基础轮换结果类型

    • 期望：#pragma braket result expectation x(q[0]) @ y([q1])

    • 方差：#pragma braket result variance hermitian([[0, -1im], [1im, 0]]) $0

    • 示例：#pragma braket result sample h($1)

注意

OpenQasm 3.0 向后兼容 OpenQasm 2.0，因此使用 2.0 编写的程序可以在 Braket 上运行。但是，Braket 支持的 OpenQasm 3.0 的功能确实存在一些细微的语法差异，例如 vs 和 qreg v creg s。qubit bit测量语法也有差异，需要用正确的语法来支持这些语法。

本地模拟器上对 OpenQasm 的高级功能支持

LocalSimulator支持高级 OpenQasm 功能，这些功能不是作为 Braket 的 QPU 或按需模拟器的一部分提供的。以下功能列表仅在中受支持LocalSimulator：

• 大门修改器

• OpenQasm 内置大门

• 经典变量

• 经典运算

• 定制大门

• 古典控制

• QASM 文件

• 子例程

有关每项高级功能的示例，请参阅此示例笔记本。有关完整的 OpenQasm 规范，请访问 O pen Qasm 网站。

支持的操作和语法 OpenPulse

支持 OpenPulse 的数据类型

校准方块：

cal {
    ...
}

Defcal 方块：

// 1 qubit
defcal x $0 {
...
}

// 1 qubit w. input parameters as constants
defcal my_rx(pi) $0 {
...
}

// 1 qubit w. input parameters as free parameters
defcal my_rz(angle theta) $0 {
...
}

// 2 qubit (above gate args are also valid)
defcal cz $1, $0 {
...
}

镜架：

frame my_frame = newframe(port_0, 4.5e9, 0.0);

波形：

// prebuilt
waveform my_waveform_1 = constant(1e-6, 1.0);

//arbitrary
waveform my_waveform_2 = {0.1 + 0.1im, 0.1 + 0.1im, 0.1, 0.1};

自定义栅极校准示例：

cal {
    waveform wf1 = constant(1e-6, 0.25);
}

defcal my_x $0 {
   play(wf1, q0_rf_frame);
}

defcal my_cz $1, $0 {
    barrier q0_q1_cz_frame, q0_rf_frame;
    play(q0_q1_cz_frame, wf1);
    delay[300ns] q0_rf_frame
    shift_phase(q0_rf_frame, 4.366186381749424);
    delay[300ns] q0_rf_frame;
    shift_phase(q0_rf_frame.phase, 5.916747563126659);
    barrier q0_q1_cz_frame, q0_rf_frame;
    shift_phase(q0_q1_cz_frame, 2.183093190874712);
}

bit[2] ro;
my_x $0;
my_cz $1,$0;
c[0] = measure $0;

任意脉冲示例：

bit[2] ro;
cal {
    waveform wf1 = {0.1 + 0.1im, 0.1 + 0.1im, 0.1, 0.1};
    barrier q0_drive, q0_q1_cross_resonance;
    play(q0_q1_cross_resonance, wf1);
    delay[300ns] q0_drive;
    shift_phase(q0_drive, 4.366186381749424);
    delay[300dt] q0_drive;
   barrier q0_drive, q0_q1_cross_resonance;
   play(q0_q1_cross_resonance, wf1);
    ro[0] = capture_v0(r0_measure);
    ro[1] = capture_v0(r1_measure);
}