Calibración
La calibración es la pila continua y secuencial de experimentos que ajusta los pulsos de control de cada qubit; sus datos definen qué puertas existen en qué qubits y son la fuente de verdad del QPU.
Qué significa
Un QPU no es una máquina determinista sino un experimento de física analógica muy sensible.Tres cosas hacen inevitable la calibración: la inhomogeneidad de fabricación — cada qubit es un copo de nieve, con frecuencia de resonancia, anarmonicidad y fuerza de acoplamiento ligeramente distintas, de modo que el pulso NOT de Q1 no es el pulso NOT de Q2; la deriva ambiental y temporal — fluctuaciones de temperatura de milikelvin, campos electromagnéticos errantes y defectos del sustrato hacen que las propiedades vaguen con el tiempo; y la diafonía (cross-talk), por la que un pulso dirigido a un qubit se filtra a su vecino.La calibración no es, por tanto, un experimento único sino una pila secuencial, cada paso construido sobre el anterior: la espectroscopía barre frecuencias de microondas para hallar dónde responde el qubit (los qubits superconductores resuenan a 4–8 GHz); la oscilación de Rabi varía la amplitud y duración del pulso mientras traza P(1) — el primer pico es el pulso π, es decir, la puerta X calibrada; los experimentos de Ramsey afinan fase y frecuencia y miden T2; el ajuste de dos qubits (CZ/CNOT) es el más difícil y lento; incluso la medición y el reset activo son operaciones que necesitan calibrarse.La calibración inicial de un QPU grande lleva horas, y como T1/T2 derivan a diario, la recalibración es continua.La estructura de datos de calibración resultante es la fuente de verdad de qué puertas existen dónde — el transpilador la consulta.La calidad se califica con Randomized Benchmarking: la probabilidad de supervivencia decae exponencialmente con la longitud de la secuencia, y la tasa de decaimiento da la fidelidad media de puerta (objetivo 99,9%+).Analogía cotidiana
Errores comunes
- Los datos de calibración y sus métricas de calidad son cosas distintas que la gente confunde: unos se refieren a los números del pulso en sí (amplitudes, duraciones, frecuencias) y otros a lo buenos que son esos números (la fidelidad). Los datos dicen qué son las puertas; la fidelidad dice lo bien que funcionan.
- La calibración no es una configuración única — T1/T2 y otras propiedades derivan a diario por fluctuaciones de temperatura, campos errantes y defectos del sustrato, así que la recalibración es continua, no de una sola vez.
- El RB no es una comprobación ligera — el Randomized Benchmarking somete a estrés la pila ENTERA de una vez (transpilador, compilador, planificador de pulsos, transferencia de datos, planificador de trabajos, electrónica de control y el propio QPU), y precisamente por eso es el trabajo más pesado.
Puntos clave
- Las frecuencias de resonancia de los qubits superconductores están en 4–8 GHz — la espectroscopía barre esa banda para encontrar la transición de cada qubit.
- La calibración inicial de un QPU grande lleva horas; T1/T2 derivan a diario, así que la recalibración es continua, no única.
- La fidelidad de puerta objetivo es 99,9%+ (las puertas de dos qubits son más difíciles), calificada por la tasa de decaimiento exponencial de la curva de supervivencia del RB.
- La estructura de datos de calibración es la fuente de verdad de qué puertas existen en qué qubits y pares — si un CNOT entre dos qubits nunca se calibró, el transpilador debe rechazar la operación o reenrutar.
Comprueba tu comprensión
En un experimento de oscilación de Rabi, ¿qué te da el primer pico de P(1) frente a la amplitud/duración del pulso?
- A.La frecuencia de resonancia del qubit
- B.El tiempo de coherencia T1 del qubit
- C.Los parámetros del pulso π — la amplitud y duración exactas de un volteo completo 0→1, es decir, la puerta X calibrada
- D.La tasa de error de lectura del canal de medición
Ver la respuesta
Respuesta: C. Los parámetros del pulso π — la amplitud y duración exactas de un volteo completo 0→1, es decir, la puerta X calibrada
Por qué: Al barrer la amplitud/duración del pulso de excitación y trazar la probabilidad de medir |1⟩ aparece una sinusoide (la oscilación de Rabi). El primer máximo es el pulso π — un volteo completo 0→1 — y ese par amplitud/duración se guarda como la puerta X calibrada. La frecuencia de resonancia proviene de la espectroscopía, realizada antes en la pila.
En el Randomized Benchmarking, ¿qué mide la tasa de decaimiento de la curva de supervivencia exponencial?
- A.La deriva por hora de la frecuencia de resonancia del qubit
- B.La fidelidad media de puerta — un decaimiento más suave significa mayor fidelidad (p. ej., 99,92%)
- C.El número de puertas SWAP insertadas por el enrutador
- D.La temperatura del refrigerador de dilución
Ver la respuesta
Respuesta: B. La fidelidad media de puerta — un decaimiento más suave significa mayor fidelidad (p. ej., 99,92%)
Por qué: El RB ejecuta secuencias de puertas aleatorias de longitud creciente, cada una terminada con una puerta inversa que debería devolver el qubit a |0⟩. Los errores se acumulan con la longitud, así que la probabilidad de supervivencia decae exponencialmente — y la tasa de decaimiento se traduce en la fidelidad media de puerta. La fidelidad de una puerta concreta (p. ej., CNOT) se mide con Interleaved RB.
Se apoya en
Fuente primaria: Krantz et al., Appl. Phys. Rev. 6, 021318 (2019), doi:10.1063/1.5089550; Magesan, Gambetta & Emerson, Phys. Rev. Lett. 106, 180504 (2011), doi:10.1103/PhysRevLett.106.180504
Calibration experiment stack (spectroscopy/Rabi/Ramsey) per Krantz; RB per Magesan 2011; 2026 tutorial arXiv:2606.03815 verified 2026-07-03.
Apréndelo con la práctica
Este concepto forma parte de un plan de 46 niveles, con un simulador interactivo y Lumen, un tutor cuyas respuestas se verifican antes de mostrarse. Los niveles 1–5 son gratuitos.