Kuplaj haritası — Hangi kübit çiftlerinin birlikte kapı görebildiğini görmek

Kuplaj haritası, işlemcide izin verilen iki kübit etkileşimlerini bir graf olarak kodlar. Görselleştirme; transpile sırasında hangi SWAP / BRIDGE ihtimallerinin anlamlı olduğunu ekip içi tartışmada hızlandırır ve “bu CNOT neden pahalı?” sorusuna topolojik cevap verir.

Kenar listesi ve metrikler Kuplaj haritası (yürütme) konusunda; geometrik aileler ve CouplingMap cebiri Donanım topolojisi sayfasında derinleşir. Bu sayfa çizim API’si ve okunabilir çıktı üretimini işler.

LaTeX devre çıktısı topoloji çizmez; kuplaj grafiği ayrı bir artefakttır.

Ne vaat edilmez

Kalibrasyon süreleri veya kapı hata oranları; bunlar backend özellikleri ve ilgili sayfalarda ele alınır.

Tek başına optimal yönlendirme çözümü; graf yalnızca kısıt setidir, routing algoritması ayrıdır.

Çoğu diyagramda her kübit bir düğüm; izin verilen iki kübit kapısı bir kenar ile gösterilir. Bazı görünümlerde kenarlar yönlüdür: yalnızca (control → target) yönünde doğrudan fiziksel kapı varsa, ters yön için ek hareket gerekir; bu ayrım plot_directed=True ile vurgulanabilir.

CouplingMap nesnesi yönsüz veya yönlü kenar kümelerini taşıyabilir; backend’e göre API farklılık gösterebilir. Rapor başlığında “yönsüz özet” mi “yönlü fiziksel” mi olduğunu yazın.

Graf çapı ve düğüm derecesi, hata düzeltme ve uzun menzilli kapılar için sezgisel ön bilgi verir; nicel karşılaştırma için ayrıca mesafe matrisi üretilebilir.

Canlı veya sahte bir BackendV2 üzerinden backend.coupling_map çekildiğinde, transpile’ın kullanacağı topoloji ile aynı kaynak okunur. Eğitimde GenericBackendV2 gibi modeller hızlıdır; üretimde gerçek cihaz özellikleri ve sürüm eşlemesi şarttır.

Backend seçimi değiştikçe kuplaj grafiği değişir; dokümantasyon görselleri backend adı ve tarih damgasıyla arşivlenmelidir.

Fake backend kullanımı sayfası, test ortamında topoloji okumasını destekler.

plot_coupling_map, kübit sayısı, düzlem veya özel qubit_coordinates ve kenar listesi alarak düzenlenmiş bir şekil üretir. planar=False seçenekleri ve renk parametreleri sunum kalitesini etkiler.

Bu yol tipik olarak Graphviz tabanlı düzen kullanır; CI veya başsız sunucuda Graphviz yoksa çağrı düşer. Kurulum için graphviz.org indirme sayfasına bakın.

CouplingMap.draw() benzer şekilde Graphviz çağırır; aynı sistem bağımlılığı geçerlidir.

Erişilebilirlik

Renk tek kanallı anlatımda yetersiz kalabilir; kenar listesini metin tablosu ile eşleştirin.

Transpile, mantıksal devreyi hedef coupling_map ve basis_gates ile uyumlu hale getirir; kuplaj haritası bu dönüşümün kısıt grafiğidir. Çizim, routing çıktısındaki SWAP sayısı artışının nedenini sezgisel olarak açıklar.

Layout seçimi ve routing sayfaları algoritmik tarafta kalır; kuplaj görselleştirmesi aynı grafiği “harita” olarak sunar.

Zaman çizelgesi seçilen topoloji ve sürelerle ne zaman yürütüldüğünü gösterir; kuplaj haritası kim kiminle konuşabilir sorusunu yanıtlar.

Kuantum bilgisayar mimarisini yazılım üzerinden kontrol etmek, yalnızca kapı sayısını değil, iletişim kısıtını da sürekli gözlemlemeyi içerir. Kuplaj PNG’si veya kenar CSV’si, çekme isteğinde “yanlış backend’e mi transpile ettik?” sorusuna hızlı cevap verir.

İlkel iş akışları disiplini, bu görselleri deney kimliği ve backend sürümüyle birlikte arşivlemeyi önerir.

Çok büyük kübit sayısında düğüm üst üste biner; otomatik yerleşim ve etiket sıklığı rapor okunabilirliğini etkiler.

Aşağıdaki örnek, Qiskit’ten kenar listesini okur ve Matplotlib ile daire yerleşiminde PNG üretir; Graphviz gerektirmez (CI ve ders ortamı için). Üretim raporunda resmi plot_coupling_map ile aynı dosya adı politikasını kullanın.

Matplotlib: GenericBackendV2 kenarları

import matplotlib

matplotlib.use("Agg")
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from qiskit.providers.fake_provider import GenericBackendV2

backend = GenericBackendV2(num_qubits=5)
n = backend.num_qubits
edges = list(backend.coupling_map.get_edges())

angles = np.linspace(0, 2 * np.pi, n, endpoint=False)
x, y = np.cos(angles), np.sin(angles)

fig, ax = plt.subplots(figsize=(4.6, 4.6), facecolor="#1e1b4b")
ax.set_facecolor("#1e1b4b")
for a, b in edges:
    ax.plot([x[a], x[b]], [y[a], y[b]], color="#c4b5fd", linewidth=2.0, alpha=0.9, zorder=1)
ax.scatter(x, y, s=420, c="#4c1d95", zorder=2, edgecolors="#e9d5ff", linewidths=1.2)
for i in range(n):
    ax.text(x[i], y[i], str(i), ha="center", va="center", color="white", fontsize=10, fontweight="600")
ax.set_aspect("equal")
ax.axis("off")
fig.savefig("coupling_preview_mpl.png", dpi=140, bbox_inches="tight", facecolor=fig.get_facecolor())
plt.close(fig)
print("Yazıldı: coupling_preview_mpl.png")

plot_coupling_map (Graphviz gerekli)

Graphviz kurulu ortamda aşağıdaki kalıp resmi Qiskit çizimini üretir; koordinat listesi basit bir çizgi düzenidir.

# Graphviz sisteminizde kurulu olmalı (graphviz.org).
# from qiskit.visualization import plot_coupling_map
# from qiskit.providers.fake_provider import GenericBackendV2
# backend = GenericBackendV2(num_qubits=5)
# n = backend.num_qubits
# coords = [[i, 0] for i in range(n)]
# edges = list(backend.coupling_map.get_edges())
# plot_coupling_map(n, coords, edges, filename="coupling_official.png", plot_directed=False)

Kuplaj haritası görselleştirmesi; cihazın iki kübit etkileşim grafiğini sunar ve transpile / routing tartışmasıyla doğrudan bağlantılıdır. Devre diyagramı, durum görselleri, histogram ve zaman çizelgesi ile veri türü olarak birleştirilmemelidir.

Güncel imza ve renk parametreleri IBM API belgelerinde tutulur; Graphviz sürümü CI’da sabitlenmelidir.

• Donanım topolojisi — CouplingMap ve geometriler.
• Kuplaj haritası (yürütme) — kenar ve transpile okuması.
• IBM Quantum: Devreleri görselleştirme.
• IBM Quantum API: plot_coupling_map.