Wyświetlanie szczegółów backendu

Package versions

The code on this page was developed using the following requirements. We recommend using these versions or newer.

qiskit-ibm-runtime~=0.46.1

Ta strona wyjaśnia, jak znaleźć informacje o dostępnych backendach.

Wyświetlanie i filtrowanie backendów

Wyświetlanie dostępnych backendów

Do wyświetlania listy dostępnych backendów lub wyszukiwania określonego backendu można użyć Qiskit lub IBM Quantum Platform.

QPU names

QPU hostowane na IBM Cloud® mają nazwy zaczynające się od ibm_*. Wszystkim QPU nadawana jest nazwa miasta — na przykład ibm_kingston. Nazwa ta nie wskazuje miejsca, w którym fizycznie znajduje się QPU.

View backends with Qiskit
View backends on IBM Quantum Platform

Use the QiskitRuntimeService.backends() method, as shown in the next code block. This method returns a list of IBMBackend instances.

To run the following code, be sure you have already authenticated to the service. See Set up your IBM Cloud account for more details.

To search for a specific backend, use the QiskitRuntimeService.backend() method (note that this is singular: backend), which takes the name of the backend as the input parameter and returns an IBMBackend instance representing that particular backend:

# Added by doQumentation — required packages for this notebook
!pip install -q qiskit-ibm-runtime

# Initialize your account
from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService

service = QiskitRuntimeService()

service.backends()

[<IBMBackend('ibm_boston')>,
 <IBMBackend('ibm_pittsburgh')>,
 <IBMBackend('ibm_fez')>,
 <IBMBackend('ibm_marrakesh')>,
 <IBMBackend('ibm_kingston')>,
 <IBMBackend('ibm_miami')>]

service.backend("ibm_fez")

<IBMBackend('ibm_fez')>

# Optionally pass in an instance, region, or both, to
# further filter the backends.
service = QiskitRuntimeService()

service.backends(simulator=False, operational=True, min_num_qubits=100)

[<IBMBackend('ibm_boston')>,
 <IBMBackend('ibm_pittsburgh')>,
 <IBMBackend('ibm_fez')>,
 <IBMBackend('ibm_marrakesh')>,
 <IBMBackend('ibm_kingston')>,
 <IBMBackend('ibm_miami')>]

uwaga

Jeśli jesteś zalogowany do określonej instancji lub regionu albo jeśli zainicjalizowałeś usługę z konkretną instancją lub regionem za pomocą QiskitRuntimeService(), zwracane są wyłącznie backendy dostępne dla Ciebie w tej instancji lub regionie.

Filtrowanie backendów

Filter by properties with Qiskit
Filter by properties on IBM Quantum Platform

You can filter the available backends by their configuration or status. For more general filters, set the filters argument to a function that accepts a backend object and returns True if it meets your criteria. Refer to the API documentation for more details.

The following code returns only backends that fit these criteria and are available to you on your currently selected instance:

Are real quantum devices (simulator=False)
Are currently operational (operational=True)
Have at least a hundred qubits (min_num_qubits=100)

A similar method is QiskitRuntimeService.least_busy(), which takes the same filters as backends() but returns the backend that matches the filters and has the least number of jobs pending in the queue:

service.least_busy(operational=True, min_num_qubits=100)

<IBMBackend('ibm_fez')>

Statyczne informacje o backendzie

Niektóre informacje o backendzie nie zmieniają się regularnie — jak jego nazwa, wersja, liczba kubitów, typ procesora (nazwa rodziny ptaków, wskazująca topologię i przybliżoną liczbę kubitów) oraz obsługiwane typy funkcji. Informacje te są dostępne jako atrybuty obiektu backend. Pełna lista atrybutów znajduje się w dokumentacji API IBMBackend. Więcej informacji na temat wersjonowania zawiera sekcja Wersjonowanie QPU poniżej.

Region backendu (lokalizacja centrum danych, w którym będą przechowywane i przetwarzane dane i eksperymenty) jest podany na szczegółowej karcie informacyjnej na stronie Zasobów obliczeniowych w IBM Quantum Platform.

View backend information with Qiskit
View backend information on IBM Quantum Platform

backend = service.backend("ibm_fez")

print(
    f"Name: {backend.name}\n"
    f"Version: {backend.backend_version}\n"
    f"No. of qubits: {backend.num_qubits}\n"
    f"Processor type: {backend.processor_type}\n"
)

Name: ibm_fez
Version: 1.3.37
No. of qubits: 156
Processor type: {'family': 'Heron', 'revision': '2'}

Wersjonowanie QPU

Każdy QPU ma numer wersji w postaci X.Y.Z (główna.pomocnicza.rewizja). Obwód skompilowany dla danego numeru wersji ma gwarancję uruchomienia na tym QPU. W przypadku zmiany numeru rewizji obwód nadal będzie działał. W przypadku zmiany numeru głównego lub pomocniczego nie ma gwarancji uruchomienia obwodu, choć może to być możliwe.

Numer wersji rewizji będzie zwiększany dla poprawek, które nie naruszają istniejącego skompilowanego obwodu.

Przykład kodu w tej sekcji pokazuje, jak znaleźć wersję backendu. W IBM Quantum Platform można wyświetlić wersję na szczegółowej karcie informacyjnej QPU (kliknij nazwę QPU w tabeli Zasobów obliczeniowych, aby otworzyć kartę).

Warunki, w których może zmienić się numer wersji lub rewizji, wymieniono w poniższej tabeli.

Major version	Minor version	Revision version
Sample changes	Warmup / cool-down cycles	QPU software updates
Major changes to the control electronics	Swapping out some electronics, if the replacement appreciably affects operation	Manual calibrations to improve fidelities
Moving the QPU to a new location, if significant behavior changes result	Dropping a gate for some duration of time due to calibration issues, and corrections cannot readily be done in software	Small electronics changes that don't affect operation
	Changing the direction of a CNOT gate

Obsługiwane instrukcje

Każda rodzina procesorów natywnie obsługuje ograniczony zestaw instrukcji. Zestaw ten obejmuje bramki jednokubitowe i dwukubitowe, a także operacje nieunitarne, takie jak pomiar i reset. Każda bramka w obwodzie musi zostać przetranslowana (przez transpiler) na elementy obsługiwanego zestawu instrukcji QPU przed uruchomieniem na QPU.

Obsługiwane zestawy instrukcji QPU można wyświetlić za pomocą Qiskit. Strona zasobów obliczeniowych IBM Quantum Platform wyświetla tylko obsługiwane bramki unitarne (bramki bazowe) dla QPU.

Find supported instructions with Qiskit
Find basis gates on IBM Quantum Platform

Tabela obsługiwanych instrukcji

Operation category	Name
Single-qubit gates	`RZ`, `SX`, `X`, `ID`, `delay`
Two-qubit gates	`CZ`, `ECR`
Fractional gates	`RX` (single-qubit), `RZZ` (two-qubit)
Non-unitary instructions	`measure`, `reset`, `measure_*`, `delay`
Control flow	`if_else` (classical feedforward)

from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService

service = QiskitRuntimeService()
backend = service.backend("ibm_kingston")

print(f"Backend: {backend.name}")
print(f"    Processor type: {backend.processor_type}")
print(f"    Supported instructions: {backend.supported_instructions}")

Backend: ibm_kingston

Processor type: {'family': 'Heron', 'revision': '2'}
    Supported instructions: ['cz', 'id', 'delay', 'measure', 'measure_2', 'reset', 'rz', 'sx', 'x', 'if_else', 'store']

Dynamiczne informacje o backendzie

Backendy mają również właściwości zmieniające się po każdej kalibracji, takie jak czas życia kubitu i współczynniki błędów operacji. Właściwości backendu są aktualizowane po zakończeniu sekwencji kalibracyjnej. Właściwości te mogą być używane podczas optymalizacji obwodów kwantowych lub do konstruowania modeli szumów dla klasycznego symulatora. Więcej informacji zawiera przewodnik Zadania kalibracyjne.

W IBM Quantum Platform można pobrać dane kalibracyjne jako plik CSV. Kliknij QPU na stronie Zasobów obliczeniowych, aby wyświetlić szczegółową kartę informacyjną, a następnie kliknij ikonę pobierania w prawym górnym rogu sekcji Dane kalibracyjne.

Retrieve historical data

You can retrieve historical backend properties data in Qiskit with the following code:

backend.properties(datetime=<datetime>)

Właściwości kubitów

Przejdź do listy właściwości kubitów

backend.properties().qubit_property() zwraca informacje o fizycznych atrybutach kubitów. Zawiera słownik różnych właściwości kubitu, każda sparowana z jej wartością i znacznikiem czasu ostatniej kalibracji.

Poniższe przykłady kodu pokazują, jak wyświetlić wszystkie właściwości lub pobrać określone właściwości konkretnego kubitu.

Wyświetlanie właściwości kubitów

T1 (Relaxation time)

The $T_1$ time represents the average duration a qubit remains in its excited state $|1\rangle$ before decaying to its ground state $|0\rangle$ due to energy relaxation. This parameter is used to characterize the qubit's energy relaxation behavior, and is expressed in units of seconds (s).

View with Qiskit	`backend.properties().t1(<qubit>)`
View on IBM Quantum Platform	Calibration data section, qubit dropdown menu; find the $T_1$ median value in the Details section

T2 (Dephasing time)

The $T_2$ time denotes the timescale over which a qubit maintains phase coherence of a superposition between the $|0\rangle$ and $|1\rangle$ states. It accounts for both energy relaxation and pure dephasing processes, providing insight into the qubit's coherence properties. $T_2$ is reported from a Hahn echo sequence.

View with Qiskit	`backend.properties().t2(<qubit>)`
View on IBM Quantum Platform	Calibration data section, qubit dropdown menu; find the $T_2$ median value in the Details section

# fundamental physical properties of qubit 1

backend = service.backend("ibm_fez")

backend.qubit_properties(1)

QubitProperties(t1=0.00018243651954462543, t2=0.00020405172321184844, frequency=None)

# Retrieve qubit properties
qubit_index = 126  # Replace with your qubit index
qubit_props = backend.properties().qubit_property(qubit_index)

# Access specific properties
t1 = qubit_props.get("T1", (None,))[0]
t2 = qubit_props.get("T2", (None,))[0]
readout_error = qubit_props.get("readout_error", (None,))[0]
prob_meas0_prep1 = qubit_props.get("prob_meas0_prep1", (None,))[0]
prob_meas1_prep0 = qubit_props.get("prob_meas1_prep0", (None,))[0]
readout_length = qubit_props.get("readout_length", (None,))[0]

print(f"Qubit {qubit_index} Properties:")
print(f"  T1: {t1} seconds")
print(f"  T2: {t2} seconds")
print(f"  Readout Error: {readout_error}")
print(f"  P(0 | 1): {prob_meas0_prep1}")
print(f"  P(1 | 0): {prob_meas1_prep0}")
print(f"  Readout Length: {readout_length} seconds")

Qubit 126 Properties:
  T1: 0.0001248478211384773 seconds
  T2: 7.96150033446492e-05 seconds
  Readout Error: 0.0244140625
  P(0 | 1): 0.029052734375
  P(1 | 0): 0.019775390625
  Readout Length: 1.56e-06 seconds

Właściwości instrukcji

Przejdź do listy właściwości instrukcji

Atrybut backend.target jest obiektem qiskit.transpiler.Target: obiektem zawierającym wszystkie informacje potrzebne do transpilacji obwodu dla danego backendu. Obejmuje to błędy i czasy trwania instrukcji. Na przykład poniższa komórka pobiera właściwości bramki cz działającej między kubitami 1 i 0.

Poniższa komórka pokazuje właściwości operacji pomiaru (w tym błąd odczytu) na kubicie 0.

Wyświetlanie właściwości instrukcji

prob-meas0-prep1

This parameter indicates the probability of measuring a qubit in the 0 state when it was intended to be prepared in the $|1\rangle$ state, denoted as $P(0 | 1)$ . It reflects errors in state preparation and measurement (SPAM), particularly measurement errors in superconducting qubits.

View with Qiskit	`backend.properties().qubit_property(<qubit>, 'prob_meas0_prep1')`
View on IBM Quantum Platform	Calibration data section, qubit dropdown menu

prob-meas1-prep0

Similarly, this parameter represents the probability of measuring a qubit in the 1 state when it was intended to be prepared in the $|0\rangle$ state, denoted as $P(1 | 0)$ . Like prob_meas0_prep1, it reflects SPAM errors, with measurement errors being the predominant contributor in superconducting qubits.

View with Qiskit	`backend.properties().qubit_property(<qubit>, 'prob_meas0_prep0')`
View on IBM Quantum Platform	Calibration data section, qubit dropdown menu

2Q error (Heron and Nighthawk: CZ, Eagle: ECR)

Błąd dwukubitowy na krawędź z tej samej partii pomiarów użytej do obliczenia błędu mediany 2Q. Błąd 2Q (najlepszy) oznacza najniższy błąd dwukubitowy na dowolnej krawędzi urządzenia, również z tej partii pomiarów.

View with Qiskit	`backend.target['<instruction>'][<qubit 1>, <qubit 2>]`
View on IBM Quantum Platform	Calibration section: hover over the qubit connection in Map view, or find the value in Table view under the CZ error (Heron and Nighthawk) or ECR error (Eagle) column; find the value for 2Q error (best) in the Details section

Median 2Q error (Heron: CZ, Eagle: ECR)

Średnia wierność bramki operacji dwukubitowej wyznaczona z randomizowanego benchmarkingu. Mierzona w „izolacji": partie z minimalnym odstępem dwóch kubitów pomiędzy krawędziami. Randomizowany benchmarking używa naprzemiennych warstw jednokubitowych Cliffordów i bramek dwukubitowych, a zatem końcowa wartość błędu 2Q uwzględnia błąd warstwy jednokubitowych Cliffordów.

Calculate with Qiskit	Follow the example in this Qiskit Community GitHub notebook
View on IBM Quantum Platform	Details section; also find per-edge data in the Calibration data section

2Q error (layered)

Average error per layered gate (EPLG) in a chain of 100 qubits. Average EPLG measures the average gate error in a layered chain of $N$ qubits ( $N$ =100 here). It is derived from a similar quantity known as the layer fidelity (LF) where EPLG $_{100}$ = 4/5(1-LF $^{\frac{1}{99}}$ ) and layer fidelity is the process fidelity of the layered chain of $N$ qubits. For details, see the paper Benchmarking quantum processor performance at scale. Note that in the paper EPLG is defined for process error, but for consistency with the individually reported gate errors here it is quoted for average gate error, thus the factor of 4/5.

Na IBM Quantum Platform szczegółowa karta informacyjna każdego QPU zawiera sekcję Two-qubit gate error (layered), która przedstawia rozszerzony widok najniższego błędu bramki dwukubitowej (warstwowego) mierzonego jako funkcja liczby kubitów w łańcuchu. Końcowa wartość, przy długości łańcucha 100, jest wartością prezentowaną w sekcji Details. W praktyce mierzonych jest sześć łańcuchów 100-kubitowych (wstępnie wybranych na podstawie oczekiwanej optymalnej wydajności), a wartość raportowana dla liczby kubitów N to najniższy błąd znaleziony w podłańcuchu o długości N przeszukiwanym spośród sześciu łańcuchów 100-kubitowych.

Calculate with Qiskit	Follow the example in this Qiskit Community GitHub notebook
View on IBM Quantum Platform	Details section, and an expanded view in the Two-qubit gate error (layered) section

RZZ error (Heron)

Error in the RZZ gate averaged over the RZZ angles using a variant of randomized benchmarking for arbitrary unitaries.

View with Qiskit	Important: Be sure you have set `use_fractional_gates=True` when you load the backend, then you can use `backend.target['rzz'][<qubit 1>, <qubit 2>]`
View on IBM Quantum Platform	Calibration section: Select RZZ in the Connection dropdown menu and hover over the qubit connection in Map view. You can also select RZZ error in the Graph output dropdown menu in Graph view, or find the value in Table view under the RZZ error column

ID error / √x (sx) error / Pauli-X error / RX error

Błąd w jednokubitowych bramkach dyskretnych o skończonym czasie trwania, mierzony z randomizowanego benchmarkingu. Sekwencja randomizowanego benchmarkingu obejmuje bramki SX, ID i X, przy założeniu, że ich błędy są równe. Bramka ID jest opóźnieniem o czasie trwania równym bramkom √X i X. Bramka RX ma również taki sam czas trwania jak bramki √X i X, ze zmienną amplitudą — jest zatem raportowana jako posiadająca ten sam błąd co te bramki.

View with Qiskit	`backend.target['<instruction>'][<qubit 1>, ]`
View on IBM Quantum Platform	Calibration section: Qubit dropdown menu

SX error (median)

Średnia wierność bramki bramki √X (SX) wyznaczona z randomizowanego benchmarkingu, mierzona jednocześnie na wszystkich kubitach. Sekwencja randomizowanego benchmarkingu obejmuje bramki SX, ID i X, przy założeniu, że ich błędy są równe.

View on IBM Quantum Platform	Details section

Z-axis rotation (RZ) error

Error in the virtual RZ gate. Reported as all 0 since these are performed in software.

View with Qiskit	`backend.target['<instruction>'][<qubit 1>, ]`
View on IBM Quantum Platform	Calibration section: Connection dropdown menu

Readout error

Błąd odczytu kwantyfikuje średnie prawdopodobieństwo nieprawidłowego zmierzenia stanu kubitu. Jest zazwyczaj obliczany jako średnia wartości prob_meas0_prep1 i prob_meas1_prep0, stanowiąc pojedynczą miarę wierności pomiaru.

View with Qiskit	`backend.properties().readout_error(<qubit>)`
View on IBM Quantum Platform	Calibration data section, qubit dropdown menu

Readout error (median)

Wierność operacji odczytu. Błąd odczytu jest mierzony przez przygotowanie kubitu w stanie 0 (1) i pomiar prawdopodobieństwa uzyskania wyniku 1 (0). Raportowana wartość jest średnią tych dwóch błędów. Mediana jest wyznaczana dla wszystkich kubitów.

View on IBM Quantum Platform	Calibration data section, Details section

Single-qubit gate length

Czas trwania jednokubitowej operacji bramki. Należy pamiętać, że wartości wyświetlane na IBM Quantum Platform są w nanosekundach. Wartości zwracane przez Qiskit są w sekundach.

View with Qiskit	`backend.target['<instruction>'][<qubit 1>, ].duration`
View on IBM Quantum Platform	Calibration section: Qubit dropdown menu

Gate length (2Q gates)

Czas trwania dwukubitowej operacji bramki. Należy pamiętać, że wartości wyświetlane na IBM Quantum Platform są w nanosekundach. Wartości zwracane przez Qiskit są w sekundach.

View with Qiskit	`backend.target['<instruction>'][<qubit 1>, <qubit 2> ].duration`
View on IBM Quantum Platform	Calibration section: Qubit dropdown menu

Readout length

Długość odczytu określa czas trwania operacji odczytu kubitu. Mierzy czas od inicjacji impulsu pomiarowego do zakończenia digitalizacji sygnału, po której system jest gotowy do następnej operacji. Zrozumienie tego parametru jest kluczowe dla optymalizacji wykonania obwodu, szczególnie przy uwzględnieniu pomiarów śródukładowych.

View with Qiskit	For `measure`: `backend.properties().readout_length(<qubit>)` For `measure_2`: `backend.target['measure_2'][<qubit 1>, ].duration`
View on IBM Quantum Platform	Calibration data section, qubit dropdown menu

backend.target["cz"][(1, 0)]

InstructionProperties(duration=6.8e-08, error=0.010202155482934266)

backend.target["measure"][(0,)]

InstructionProperties(duration=1.56e-06, error=0.025634765625)

Dodatkowe właściwości

CLOPS (or CLOPS_h)

Operacje warstwy obwodu na sekundę (CLOPS) to miara określająca, ile warstw obwodu 100×100 (obwodu uwzględniającego sprzęt) QPU może wykonać w jednostce czasu.

Calculate with Qiskit	Find the CLOPS code in the Qiskit Community GitHub
View on IBM Quantum Platform	Details section

Status

Za pomocą BackendStatus można znaleźć status QPU (na przykład Active, Paused, Offline) oraz liczbę oczekujących zadań.

View with Qiskit	`print(backend.status().status_msg)`, `print(backend.status().pending_jobs)`
View on IBM Quantum Platform	Details section

Topology diagram or coupling map

Diagram wskazujący pary kubitów obsługujących między nimi dwukubitowe operacje bramek. Znany jest również jako mapa sprzężeń lub łączność. Kubity są reprezentowane jako kółka, a obsługiwane dwukubitowe operacje bramek są wyświetlane jako linie łączące kubity.

View with Qiskit	`from qiskit.visualization import plot_gate_map` then `plot_gate_map(backend)`
View on IBM Quantum Platform	Calibration data section; Click on Expand for a larger view

What does `error = 1` mean?

Jeśli benchmarking kubitu lub krawędzi nie powiedzie się przez kilka dni z rzędu — niezależnie od przyczyny (niska jakość danych lub inne czynniki wewnętrzne) — raportowana wartość błędu jest uznawana za nieaktualną i zostanie zgłoszona jako 1. Nie oznacza to, że kubit lub krawędź są koniecznie niesprawne ani że błąd wynosi 1; błąd jest wówczas uznawany za nieokreślony i należy zachować ostrożność podczas operowania tym kubitem lub bramką.

Następne kroki

Recommendations

Dowiedz się, jak budować modele szumów do zaszumionej symulacji klasycznej.
Zapoznaj się z tematem Etapy transpilatora, aby dowiedzieć się, jak transpilator wykorzystuje właściwości backendu do optymalizacji obwodów.
Przejrzyj dokumentację QiskitRuntime backend API.

Wyświetlanie i filtrowanie backendów​

Wyświetlanie dostępnych backendów​

Filtrowanie backendów​

Statyczne informacje o backendzie​

Wersjonowanie QPU​

Obsługiwane instrukcje​

Tabela obsługiwanych instrukcji​

Dynamiczne informacje o backendzie​

Właściwości kubitów​

Wyświetlanie właściwości kubitów​

Właściwości instrukcji​

Wyświetlanie właściwości instrukcji​

Dodatkowe właściwości​

Następne kroki​