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zne

模块

  • fieldqkit.core.zne

关键函数

  • apply_zne_cz_tripling
  • zne_linear_extrapolate

函数说明

apply_zne_cz_tripling(qct)

  • 作用：对电路中的每个 cz 门做三倍插入（原门后追加两个同门）。
  • 当前缩放方案：1x -> 3x（仅针对 cz）。
  • 返回：浅拷贝后的新电路对象（gates 列表已替换）。

zne_linear_extrapolate(probs_1, probs_3)

  • 作用：利用 scale=1 与 scale=3 的结果做线性零噪声外推。
  • 公式：

$$ f(0) \approx \frac{3f(1)-f(3)}{2} $$

  • 可用于概率向量、标量期望值等可线性处理量。

边界与数值行为

  • zne_linear_extrapolate 本身不做裁剪/归一化。
  • 在 run_auto 路径中：
    • 概率外推后会做 clip([0,1]) + 归一化。
    • observable 外推会按业务路径做必要裁剪（部分分支会限制在 [-1, 1]）。

与运行流程联动

  • QuantumHardwareClient._run_with_backend 在 zne=True 时：
    • 额外构造一条 CZ-tripled 线路（scale=3）。
    • 收集 samples_zne。
    • 对概率/observable 调用 zne_linear_extrapolate 形成最终输出。
  • shadow 算法同样沿用 1x/3x + 线性外推 机制。

示例

import numpy as np
from fieldqkit.core.zne import zne_linear_extrapolate

probs_1 = np.array([0.52, 0.48])
probs_3 = np.array([0.56, 0.44])
probs_0 = zne_linear_extrapolate(probs_1, probs_3)
print(probs_0)

e1, e3 = 0.31, 0.22
e0 = zne_linear_extrapolate(e1, e3)
print(e0)

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