一、理论篇目前，关于衡量量子计算机性能并没有统一的标准。为了解决该问题，2018年IBM提出了量子体积的概念用量衡量量子计算机的性能。与经典计算机不同，衡量量子计算机的性能主要包含三个方面：量子比特的数量、量子线路的可达深度、错误率。其中：量子比特的数量表明了量子计算机能够表示的信息的规模，可与经典计算机中存储器的容量相对应。量子线路的可达深度表明了量子计算的计算能力。当线路的深度超过量子计算机最大可达深度时，量子计算机就会出现错误。目前，最大可达线路深度是制约量子计算机实用化的另外一个重要指标。量子计算机计算的最终结果可通过量子测量实现，最终体现为不同状态出现的概率（如下图所示）。而量子计算机中的噪声往往会影响这种概率的正确分布，从而使得最终结果计算不正确。关于这部分的具体实验可参考之前的公众号文章：10分钟教你使用IBM量子软件平台Qiskit在IBM关于量子体积的论文（题目见后面的参考文献1）中，其中，VQ即为量子体积。m表示量子比特的数目，而d(m)为线路可达的最大深度。2020年3月HoneyWell发布的量子体积为64的量子计算机。这台量子计算机号称是世界上量子体积最大的量子计算机。根据量子体积的定义，我们不难推测其最大可达深度或最大比特数目为6。这里大家需要注意，不少新闻的噱头号称量子体积翻一倍，事实上仅表明了量子比特的位数或量子线路可达深度增加了1。IBM的量子体积定义目前仍然颇受争议，但却真实地体现了量子计算机的计算能力，因为其充分考虑到了量子比特位数、线路深度、错误率等几个方面的综合因素。因此，量子体积在量子计算机没有统一性能评测的现状下，成为广泛被使用的标准。Vincent认为，量子体积最大的问题在于其计算时将比特数目和线路深度整合成了正方形。而一些经典的算法，例如Shor算法，需要的比特位数为O(n)，而线路深度则为O(n3)。很明显，绝大多数量子算法并不是正方形的结构。在衡量量子计算误差率时，量子体积中涉及到一个heavy

notebook进入qiskit，可以看到有关于qiskit的基本教程和进阶教程。可以根据自己的需要自行使用。三、编写代码在jupyter环境中新建一个python文件，并填入如下代码：import

前面我们讨论了T1指标，用来描述量子状态能能够保持的时间。今天我们来学习另外一个指标——T2。量子比特的T2指标也可以通过一个线路来完成。上面的量子比特q0首先处于|0>态，经过两次Hadamard门操作之后进行测量。Hadamard门的数学描述如下所示：对初态为|0>态的量子比特，经过一次Hadamard门操作之后会变成|+>态：再继续对|+>态应用一次Hadamard门，最终结果又会变为|0>态。图中的ID其实并没有做什么实质性的工作，可以认为在做完一次Hadamard门等了一小段时间。在理想情况下，最终我们测量的结果出现|0>态的概率为1。然而，在完成了一次Hadamard门之后，量子状态会在Bloch球面的xy平面出现了一个角度偏移，如下图所示受到偏移角度的影响，那么，最终得到|0>态的概率变为：如果相位改变模式完全相同，那么随着时间变化，量子比特得到|0>态的概率如下图所示：然而，物理的世界往往并非如我们想象那么完美。偏移角度会随着时间变化而改变，沿着概率为0.5的轴呈现出周期性的行为。就是用来描述出现|0>态概率小于1/e的最大时间。T2时间可以通过如下类似的线路得到。在做完第一次Hadamard门之后，需要等待一半的时间，执行一次X门，最后再等待一半的时间并执行Hadamard门，从而避免掉了某些相位的偏移而保持其他噪声的干扰。在IBM的Qiskit软件框架中，Ignis主要用来进行量子计算机中噪声benchmark，然而，Ignis对于线路的封装接口比较深，需要对层层函数调用进行深入分析才能与具体的benchmark理论相结合。后续Vincent会结合具体的代码为大家分析Ignis的工作。参考：Robert

在全球量子芯片质量评测中，T1是一个非常重要的指标。众所周知，量子计算机可以由二能级系统构成。T1是与一个量子态从高能级态|1>衰变到基态|0>的时间相关的指标。受到外界环境的影响，高能级的能量会泄漏到外部环境中。当一个量子比特从|1>态时，那么，经过时间t之后，该量子比特仍然处于|1>态的概率为：因此，当我们制备出一个|1>态时，过得时间t越长，那么量子比特处于|1>态的概率越小，而接近于|0>态的概率越大。例如，假如我们等待了4T1的时间，那么，系统会处于|0>态的概率约0.98168，而|1>态的概率只有1-0.98168=0.01832。当时间等得更久一些，比如，10T1，那么这个时候系统处于|0>态的概率就达到了0.99995。通过上面的描述不难看出，量子比特的状态极易消失，而量子计算本质上就是通过一系列的操作来改变量子比特的状态。一旦量子比特的状态消失或出现误差，那么将会对最终的执行结果产生巨大的影响。因此，T1的时间对于执行量子算法非常重要。接下来的问题是，当制备出了一个量子芯片之后，如何测量T1的时间呢？具体的测试流程图如下所示。简单来说，就是通过不断地调整时间来探测量子比特从|1>态衰减到|0>态的概率，从而最终计算出T1。下表给出了世界上著名的量子计算机中量子比特的连通度、T1和T2。参考：Robert