本文属于机器翻译版本。若本译文内容与英语原文存在差异，则一律以英文原文为准。 # 在不同的 Braket 设备上支持 OpenQASM 对于支持 OpenQASM 3.0 的设备，`action` 字段支持通过 `GetDevice` 响应执行新操作，如下列 Rigetti 和 IonQ 设备示例所示。 ``` //OpenQASM as available with the Rigetti device capabilities { "braketSchemaHeader": { "name": "braket.device_schema.rigetti.rigetti_device_capabilities", "version": "1" }, "service": {...}, "action": { "braket.ir.jaqcd.program": {...}, "braket.ir.openqasm.program": { "actionType": "braket.ir.openqasm.program", "version": [ "1" ], …. } } } //OpenQASM as available with the IonQ device capabilities { "braketSchemaHeader": { "name": "braket.device_schema.ionq.ionq_device_capabilities", "version": "1" }, "service": {...}, "action": { "braket.ir.jaqcd.program": {...}, "braket.ir.openqasm.program": { "actionType": "braket.ir.openqasm.program", "version": [ "1" ], …. } } } ``` 对于支持脉冲控制的设备，`pulse` 字段显示在 `GetDevice` 响应中。以下示例显示了 Rigetti 设备的 `pulse` 字段。 ``` // Rigetti { "pulse": { "braketSchemaHeader": { "name": "braket.device_schema.pulse.pulse_device_action_properties", "version": "1" }, "supportedQhpTemplateWaveforms": { "constant": { "functionName": "constant", "arguments": [ { "name": "length", "type": "float", "optional": false }, { "name": "iq", "type": "complex", "optional": false } ] }, ... }, "ports": { "q0_ff": { "portId": "q0_ff", "direction": "tx", "portType": "ff", "dt": 1e-9, "centerFrequencies": [ 375000000 ] }, ... }, "supportedFunctions": { "shift_phase": { "functionName": "shift_phase", "arguments": [ { "name": "frame", "type": "frame", "optional": false }, { "name": "phase", "type": "float", "optional": false } ] }, ... }, "frames": { "q0_q1_cphase_frame": { "frameId": "q0_q1_cphase_frame", "portId": "q0_ff", "frequency": 462475694.24460185, "centerFrequency": 375000000, "phase": 0, "associatedGate": "cphase", "qubitMappings": [ 0, 1 ] }, ... }, "supportsLocalPulseElements": false, "supportsDynamicFrames": false, "supportsNonNativeGatesWithPulses": false, "validationParameters": { "MAX_SCALE": 4, "MAX_AMPLITUDE": 1, "PERMITTED_FREQUENCY_DIFFERENCE": 400000000 } } } ``` 前面的字段详细说明了以下内容： **端口：** 描述了在 QPU 上声明的预制外部 (`extern`) 设备端口以及给定端口的相关属性。此结构中列出的所有端口都预先声明为用户提交的 `OpenQASM 3.0` 程序中的有效标识符。端口的其他属性包括： + 端口 ID (portId) + 在 OpenQASM 3.0 中声明为标识符的端口名称。 + 方向 (direction) + 端口的方向。驱动端口传输脉冲（“tx”方向），而测量端口接收脉冲（“rx”方向）。 + 端口类型 (portType) + 此端口负责的操作类型（例如，驱动、捕获或 ff - fast-flux）。 + Dt (dt) + 表示给定端口上的单个采样时间步长，以秒为单位。 + 量子比特映射 (qubitMappings) + 与给定端口关联的量子比特。 + 中心频率 (centerFrequencies) + 端口上所有预先声明或用户定义的帧的相关中心频率列表。有关更多信息，请参阅“帧”。 + QHP 特定属性 () qhpSpecificProperties + 一张可选地图，详细介绍有关 QHP 特定端口的现有属性。 **帧：** 描述了在 QPU 上声明的预制外部帧以及与这些帧相关的属性。此结构中列出的所有帧都预先声明为用户提交的 `OpenQASM 3.0` 程序中的有效标识符。帧的其他属性包括： + 帧编号 (frameId) + 在 OpenQASM 3.0 中声明为标识符的帧名称。 + 端口 ID (portId) + 帧的关联硬件端口。 + 频率 (frequency) + 帧的默认初始频率。 + 中心频率 (centerFrequency) + 帧频率带宽的中心。通常，只能将帧调整到中心频率周围的特定带宽。因此，频率调整应保持在中心频率的给定增量之内。您可以在验证参数中找到带宽值。 + 阶段 (phase) + 帧的默认初始阶段。 + 关联门 (associatedGate) + 与给定帧关联的门。 + 量子比特映射 (qubitMappings) + 与给定帧关联的量子比特。 + QHP 特定属性 () qhpSpecificProperties + 一张可选地图，详细说明有关 QHP 特定帧的现有属性。 **SupportsDynamicFrames:** 描述了帧是否可以通过 OpenPulse `newframe` 函数在 `cal` 或 `defcal` 块中声明。如果该值为 false，则只能在程序中使用帧结构中列出的帧。 **SupportedFunctions:** 除了给定函数的关联参数、参数类型和返回类型之外，还描述了设备支持的 OpenPulse 函数。要查看使用这些OpenPulse函数的示例，请参阅[OpenPulse规范](https://openqasm.com/language/openpulse.html)。目前，Braket 支持： + shift\$1phase + 按指定值移动帧的相位 + set\$1phase + 将帧的相位设置为指定值 + swap\$1phases + 在两帧之间交换相位。 + shift\$1frequency + 按指定值移动帧的频率 + set\$1frequency + 将帧频设置为指定值 + play + 安排波形 + capture\$1v0 + 将捕获帧上的值返回到位寄存器 **SupportedQhpTemplateWaveforms:** 描述了设备上可用的预先构造的波形函数以及相关的参数和类型。默认情况下，Braket Pulse 在所有设备上提供预先构造的波形例程，它们是： ***Constant*** ![\[显示参数为 t、tau 和 iq 的常数函数的数学表达式，其中：输出始终等于 iq。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_cn/braket/latest/developerguide/images/ConstantFunction.png) `τ` 是波形长度，`iq` 是一个复数。 ``` def constant(length, iq) ``` ***Gaussian*** ![\[显示参数为 t、tau、sigma、A=1 和 zae=0 的高斯函数的数学方程。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_cn/braket/latest/developerguide/images/GaussianFunction.png) `τ` 是波形长度，`σ` 是高斯宽度，`A` 是振幅。如果将 `ZaE` 设置为 `True`，则对 Gaussian 进行偏移和重新缩放，使其在波形的开头和结尾处都等于零，且最大达到 `A`。 ``` def gaussian(length, sigma, amplitude=1, zero_at_edges=False) ``` ***DRAG Gaussian*** ![\[参数为 t、tau、sigma、beta、A=1 和 zae=0 的阻力高斯分布的数学方程。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_cn/braket/latest/developerguide/images/DRAGGaussianFunction.png) `τ` 是波形长度，`σ` 是高斯宽度，`β` 是自由参数，`A` 是振幅。如果将 `ZaE` 设置为 `True`，则对绝热门导数去除（DRAG）Gaussian 进行偏移和重新缩放，使其在波形的开头和结尾处都等于零，实数部分最大达到 `A`。有关阻力波形的更多信息，请参阅论文 [Simple Pulses for Elimination of Leakage in Weakly Nonlinear Qubits](https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.110501)。 ``` def drag_gaussian(length, sigma, beta, amplitude=1, zero_at_edges=False) ``` ***Erf Square*** ![\[Erf Square 分布的数学方程，含参数 t、长度、宽度、sigma、A=1 和 zae=0。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_cn/braket/latest/developerguide/images/ErfSquareFunction.PNG) 其中：`L` 是长度，`W` 是波形宽度，`σ` 定义了边缘上升和下降的速度，`t1​=(L−W)/2` 和 `t22=(L+W)/2`，`A` 是振幅。如果将 `ZaE` 设置为 `True`，则对 Gaussian 进行偏移和重新缩放，使其在波形的开头和结尾处都等于零，且最大达到 `A`。以下方程是波形的重新缩放版本。 ![\[参数为 zae=1 的重新缩放的 Erf Square 分布数学方程。\]](http://docs.aws.amazon.com/zh_cn/braket/latest/developerguide/images/RescaledErfSquareFunction.PNG) 其中：`a=erf(W/2σ)` 且 `b=erf(-t1​/σ)/2+erf(t2​/σ)/2`。 ``` def erf_square(length, width, sigma, amplitude=1, zero_at_edges=False) ``` **SupportsLocalPulseElements:** 描述了脉冲元素（如端口、帧和波形）是否可以在 `defcal` 块中进行本地定义。如果值为 `false`，则必须以 `cal` 块形式定义元素。 **SupportsNonNativeGatesWithPulses:** 描述了我们是否可以将非原生门与脉冲程序结合使用。例如，如果不先通过 `defcal` 为所使用的量子比特定义门，就不能像程序中的 `H` 门一样使用非原生门。您可以在“设备功能”下方找到原生门 `nativeGateSet` 键列表。 **ValidationParameters:** 描述了脉冲元件验证边界，包括： + （任意及预先构造的）波形的最大扩展/最大振幅值 + 所提供中心频率的最大频率带宽（单位为赫兹） + length/duration 以秒为单位的最小脉冲 + 以秒为单位的最 length/duration 大脉冲 ## OpenQASM 支持的操作、结果和结果类型 要了解每台设备支持哪些 OpenQASM 3.0 功能，可以参考设备功能输出 `action` 字段中的 `braket.ir.openqasm.program` 键。例如，以下是 Braket 状态向量模拟器 SV1 支持的操作和结果类型。 ``` ... "action": { "braket.ir.jaqcd.program": { ... }, "braket.ir.openqasm.program": { "version": [ "1.0" ], "actionType": "braket.ir.openqasm.program", "supportedOperations": [ "ccnot", "cnot", "cphaseshift", "cphaseshift00", "cphaseshift01", "cphaseshift10", "cswap", "cy", "cz", "h", "i", "iswap", "pswap", "phaseshift", "rx", "ry", "rz", "s", "si", "swap", "t", "ti", "v", "vi", "x", "xx", "xy", "y", "yy", "z", "zz" ], "supportedPragmas": [ "braket_unitary_matrix" ], "forbiddenPragmas": [], "maximumQubitArrays": 1, "maximumClassicalArrays": 1, "forbiddenArrayOperations": [ "concatenation", "negativeIndex", "range", "rangeWithStep", "slicing", "selection" ], "requiresAllQubitsMeasurement": true, "supportsPhysicalQubits": false, "requiresContiguousQubitIndices": true, "disabledQubitRewiringSupported": false, "supportedResultTypes": [ { "name": "Sample", "observables": [ "x", "y", "z", "h", "i", "hermitian" ], "minShots": 1, "maxShots": 100000 }, { "name": "Expectation", "observables": [ "x", "y", "z", "h", "i", "hermitian" ], "minShots": 0, "maxShots": 100000 }, { "name": "Variance", "observables": [ "x", "y", "z", "h", "i", "hermitian" ], "minShots": 0, "maxShots": 100000 }, { "name": "Probability", "minShots": 1, "maxShots": 100000 }, { "name": "Amplitude", "minShots": 0, "maxShots": 0 } { "name": "AdjointGradient", "minShots": 0, "maxShots": 0 } ] } }, ... ```