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Support CUDA-Q kernels for CircuitToEinsum

オープン
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評価

難易度
5/5
見積もり時間
1週間以上
初心者へのやさしさ
35/100
issue の種類
機能追加
明瞭さ
おおむね明確
活発さ
停滞
技術スタック
python

調査の方向性

CircuitToEinsum API ドキュメントから始め、Qiskit の例を、issue にある CUDA-Q kernel と observe の例と比較します。CUDA-Q 回路とパラメータバインディングをどのように表現すべきか、また、未バインドの変分回路が実現可能かどうかを判断します。CircuitToEinsum が、定義済みのパラメータ処理方針とともに、要求された CUDA-Q 回路ワークフローを受け入れれば完了です。

索引モデルが issue の本文から書いたものです。

説明

For an upcoming demo, we need cuQuantum to accept CUDA-Q circuits into the CircuitToEinsum function here.

Here is an example of how to do this in Qiskit:

from cuquantum import cutensornet as cutn
from cuquantum import contract, CircuitToEinsum
import torch 
from qiskit.circuit import QuantumCircuit, Parameter

num_qubits = 1
measurement_ops = 'Z'
light_cone  = True 

# Define the quantum circuit with one qubit and two parameters
theta = Parameter('θ')
phi = Parameter('φ')

circuit = QuantumCircuit(num_qubits)
circuit.rx(theta, 0)
circuit.ry(phi, 0)

parameters = [1,2]
    
circuit = circuit.bind_parameters({theta: parameters[0], phi: parameters[1]})

converter = CircuitToEinsum(circuit, backend='torch')  

einsum_expression, tensor_operands = converter.expectation(measurement_ops, light_cone)

Note that you have to provide a bound circuit (circuit with values supplied for the variational gates).

It would be nice if we could support CircuitToEinsum to take in variational circuits that are unbound but I'm guessing that the einsum expression will look different for different parameter values and hence this is not feasible?

In CUDA-Q, the corresponding code looks like this:

import cudaq
from typing import List

cudaq.set_target("nvidia")

@cudaq.kernel
def kernel(angles: List[float]):
    qubit = cudaq.qubit()
    rx(angles[0], qubit)
    ry(angles[1], qubit)


hamiltonian = cudaq.spin.z(0)

parameters = [1, 2]

expectation_value = cudaq.observe(kernel, hamiltonian, parameters).expectation()

Note how the binding of the parameters happens in the observe call. How do we deal with this? @1tnguyen @bettinaheim

主要言語
Jupyter Notebook
スター
502
フォーク
102
PR マージ指標
30日以内にマージされた PR はありません

環境構築

はじめの一歩

  1. issue を最後まで読み、次にプロジェクトのコントリビューションガイドを読みます。
  2. 着手することを issue にコメントします — 二人が同じ作業をするのを防げます。
  3. リポジトリをフォークし、ブランチを切って変更します。
  4. issue 番号を参照したプルリクエストを送ります。

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