量噪（Quantum Error Processing, QEP）是由百度量子計算研究所研發的量子噪聲處理工具集，旨在從軟體層面處理近期量子設備中廣泛存在的量子噪聲。
基本介紹
研發背景,量噪功能,量噪教程,
研發背景
隨著量子硬體飛速發展，有噪中等規模量子（Noisy Intermediate-Scale Quantum, NISQ）時代已經到來，該階段的量子設備擁有 50～100 物理量子比特，不管數量和質量均達到經典計算機難以模擬的程度。但是，NISQ 時代面臨主要挑戰之一是量子設備受噪聲影響而導致計算精度降低，致使其計算能力受限無法用於解決實際問題。因此，為提高 NISQ 設備的實用價值，精確高效的評估、刻畫、降低甚至是消除量子設備中的量子噪聲成為當務之急。事實上，美國國家量子協調辦公室在《量子前沿》報告中將“表征並降低量子噪聲”列為量子信息科學國家戰略八個前沿方向之一，以期在量子噪聲處理方向實現研究與發展的重大突破。
量噪功能
在“表征並降低量子噪聲”的迫切需求驅動下，百度量子計算研究所研發了量噪工具集，從軟體層面處理近期量子設備中廣泛存在的量子噪聲。該工具集提供三大量子噪聲處理功能：隨機基準測試，量子噪聲刻畫，以及量子噪聲緩釋，其中：
- 隨機基準測試用於高效評估量子計算機的性能，衡量量子計算機可擴展性，包含標準隨機基準測試、交替式基準測試、交叉熵基準測試、酉噪聲隨機基準測試等工具。
- 量子噪聲刻畫用於完整刻畫量子計算機的量子噪聲，精確標定量子態和量子門信息，包含量子態層析、量子過程層析、量子探測器層析、量子門集層析、量子譜層析等工具。
- 量子噪聲緩釋用於顯著提升量子計算機的計算結果精度，消除量子門和量子測量的噪聲，擴展量子設備的計算能力，包含量子門零噪聲外插、量子測量噪聲緩釋、截斷 Neumann 序列、局域噪聲模型等多種量子噪聲緩釋方法。
量噪能夠加深研究人員對 NISQ 設備的認識，進而針對性設計提高量子設備性能的技術，大幅擴展 NISQ 量子設備計算能力邊界。同時，量噪能夠運行不同量子硬體平台上，提供一種從軟體層面比較不同量子設備性能的通用方法。
量噪全景圖
量噪教程
量噪提供了量子噪聲處理功能——隨機基準測試，量子噪聲刻畫，以及量子噪聲緩釋——從理論到實踐的詳盡教程，用戶可以通過官網進行學習。感興趣的科研工作者或開發者，可以下載並且使用 Jupyter Notebooks 實戰體驗。教程的內容安排如下：
- 隨機基準測試
- 標準隨機基準測試
- 交替式隨機基準測試
- 交叉熵基準測試
- 酉度隨機基準測試
量子噪聲刻畫
- 量子態層析
- 量子過程層析
- 量子探測器層析
- 量子門集層析
- 量子譜層析
量子噪聲緩釋
- 零噪聲外插抑噪方法
- 量子測量噪聲緩釋
- 量子測量噪聲緩釋的套用
