SuperconducTED

Bir günlük IBM kalibrasyon verisine uydurulan gürültü modeli ertesi gün eskiyebilir. SuperconducTED, Qiskit Aer için bunun çaresini bulanık çıkarımda arıyor.

Son güncelleme: 1 Ekim 2026

Durum · Aktif araştırma

Rol · Ekip Lideri & Mimar

Bir gürültü modeli yeniden kalibrasyondan sağ çıkabilir mi?

Kuantum donanımı gürültülüdür ve bu gürültü zamanla kayar. Projenin IBM ibm_fez kalibrasyon arşivinde bir qubit'in okuma hatası yaklaşık dört saatte bir, T1 ve T2 değerleri ise yaklaşık günde bir değişiyor (issue 45). Bu yüzden bir günün verisine uydurulan gürültü modeli ertesi gün eskimiş olabilir.

SuperconducTED, gürültüyü kalibrasyon döngüleri boyunca aktarılabilir biçimde yakalayan bir model kurulup kurulamayacağını soruyor. Yaklaşım, IBM kalibrasyon verisini bulanık çıkarımla IBM arka uçlarının Qiskit Aer simülasyonları için topluluk tabanlı gürültü modellerine dönüştürüyor.

Sorun

Kalibrasyona dayalı gürültü modelleri, güncel Qiskit Aer iş akışlarının kurdukları da dahil, bir aygıtın tek bir andaki durumunu tanımlar. Projenin mimari belgesi öncülünü açıkça yazıyor: bu modeller ayarlandıkları anlık görüntüde donanımla sıkı biçimde örtüşür ve kalibrasyon kaydığında sessizce bozulur. Araştırmanın hedefi, donanım kayarken de tahminleri geçerliliğini koruyan bir gürültü temsilidir.

Yaklaşım · Neden Bulanık Mantık

SuperconducTED üç kalibrasyon özniteliğini, yani qubit'ler genelindeki ortalama T1, T2 ve okuma hatasını, kesin skalerler olarak ele almak yerine bulanıklaştırır. Takagi-Sugeno-Kang (TSK) çıkarımı kullanır; hem tip-1 hem de aralık tip-2 bulanık kümeler uygulanmış durumda. Ekip Temmuz 2026'dan beri aralık tip-2'yi geçici olarak tercih ediyor ve bu tercih bir üyelik fonksiyonu ablasyonunu bekliyor (ADR-009).

Sezgi şöyledir: tip-1 bir sistem T1 = 142 µs üyeliğinin 0,85 olduğunu söyler; tip-2 bir sistem ise bunun [0,55, 0,85] aralığında bir yerde olduğunu söyler, çünkü ne kadar emin olmadığımız konusunda da emin değilizdir. T1 gürültünün bir özelliğidir; tip-2 ise o özellik hakkında ne kadar belirsizlik taşımamıza izin verildiğidir.

Bulanık çıkarım simülatörün önünde durur ve Kraus formalizmini tamamlar. Kalibrasyon özniteliklerini genlik ve faz sönümleme oranlarına eşler; bu oranlar, Qiskit Aer'in tek qubit'lik kapılara uyguladığı Kraus kanallarına dönüşür.

İş Hattı

Yedi aşamalı bir iş hattı, tek bir kalibrasyon anlık görüntüsünü Qiskit Aer gürültü kanallarına dönüştürür: kalibrasyon alımı, öznitelik çıkarımı, bulanıklaştırma ve TSK kural ateşleme, durulaştırma, sıkıştırma, kapı uygunluğu ve kanal izdüşümü (README). Kapı uygunluğu Eylül 2026'da eklendi ve gürültünün sıfır süreli rz kapılarına inmesini engelliyor; bu değişikliği anlatan yazı ayrıntısını veriyor. Her aşama belgelenmiş ve sürüm kontrolünde; tasarım kararları mimari karar kayıtları (ADR) olarak tutuluyor.

Kalibrasyon Verisi Motoru

Aktarılabilirlik yalnızca gerçek kayma karşısında test edilebilir; bu yüzden proje veriyi sürekli topluyor. 13 Mayıs 2026'dan beri zamanlanmış bir GitHub Actions iş akışı IBM'in ibm_fez arka ucunu yokluyor ve her yeni kalibrasyon anlık görüntüsünü ayrı bir calibration-data dalına commit ediyor. GitHub zamanlanmış çalıştırmaları yük altında düşürdüğü için iş akışı Eylül 2026'dan beri saatte dört kez tetikleniyor. Planlanan zaman bölmeli bir test, bir pencerede uydurulan modelin sonrakini hâlâ öngörüp öngörmediğini bu arşivle ölçecek.

Ekim 2026 itibarıyla araştırmanın durumu

Henüz bir aktarılabilirlik sonucu yok. İş hattı bir kalibrasyon anlık görüntüsünden Qiskit Aer gürültü kanallarına kadar uçtan uca çalışıyor. Üyelik fonksiyonları henüz eğitilmedi, topluluk üyeleri hâlâ özdeş ve tip-2 durulaştırıcı her aralığı tek bir kesin değere indiriyor; bu yüzden motor henüz bir belirsizlik aralığı üretmiyor. Bir makale planlanıyor; kritik yolunda eğitici, aralık çıktısı ve zaman bölmeli test var.

Ekip

TED Üniversitesi'nde beş kişilik bir ekip ve bir öğretim üyesi danışman. Mert ekibe liderlik ediyor, mimari belgesini yazdı ve karar kaydını tutuyor.

Teknoloji Yığını

Qiskit · Qiskit Aer · IBM Quantum · NumPy · pytest · GitHub Actions · Python

Bağlantılar

GitHub organizasyonu → github.com/SuperconducTED

Gürültü motorunun kaynak kodu → github.com/SuperconducTED/superconducted-noise-engine