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Apéndice H — Catálogo de submedidas qang

La unidad qang no reformula ninguna ley física. Cada submedida de este catálogo es una lectura de una probabilidad, o de unas pocas, y es igual a una magnitud que la física o la estadística ya tienen. Lo que una submedida puede aportar es una decisión: menos disparos, un pulso más corto, una compilación elegida antes de correr, una lectura que el ruido no sesga. El catálogo registra, para cada una, su definición, a qué equivale, qué decisión mejora y con qué evidencia, y la clasifica con uno de los estados de la Tabla H.1.

Las tablas se generan desde el registro qang.measures con tools/make_apendice_h.py, la misma fuente para las dos lenguas del libro. Una submedida nueva entra al catálogo como sin verificar y sólo cambia de estado con una prueba, de preferencia pre-registrada (capítulo 28).

Tabla H.1: Estados del catálogo.
estado significado submedidas
exacta identidad exacta: nombra o re-escala algo; no se atribuye ganancia 18
ganancia medida probada en simulación o análisis, con ganancia medida frente a la práctica usual 14
probada en hardware probada en un dispositivo real 3
mixta ganancia en algunos regímenes, ninguna o pérdida en otros 7
sin ganancia probada: equivalente a la práctica usual 4
en contra probada: peor que la práctica usual 2
sin verificar propuesta sin prueba: candidata a un experimento pre-registrado 3
no adoptada propuesta descartada por errónea o sin respaldo 1

H.1 Lecturas base

Tabla H.2: Lecturas base.
submedida definición equivale a decisión que mejora estado evidencia dónde
\(qg_Z\) \(2p_0-1=\langle\sigma_z\rangle=\cos\theta\) valor esperado de \(\sigma_z\) coordenada de trabajo medible sin inversión exacta identidad; vale para estados mixtos cap. 1, §7
m-qg \(m=1000\,qg_Z\) \(\langle\sigma_z\rangle\) por mil, lineal en \(p_0\) presupuestar error de compuerta y ruido de disparo en una sola escala probada en hardware IQM Garnet: 1,64 m-qg por \(X\), sobre-rotaciones de 16–55 m-qg ocultas al modelo de lectura; M2 falló cap. 1, §168
\(\theta\) \(\arccos qg_Z\) transformación arcoseno de una proporción barra de error \(1/\sqrt N\) igual en todo el círculo exacta sumas binomiales exactas; asintótica (falla con \(Np\approx2{,}5\)) cap. 1, §125
\(qg_S\) \(H(p_0)=H\big((1+qg_Z)/2\big)\) entropía de Shannon del resultado certificar aleatoriedad junto con la lectura media mixta sola se engaña bajo T1; el par con la lectura media no caps. 1 y 26, §7, §51
qga \(1\ \text{vuelta}=1000\ \text{qga}\) ángulo con otra unidad escribir ángulos de compuerta sin factores \(\pi\) exacta conveniencia; no cambia gradientes ni mesetas cap. 1
\((qg_Z,s)\) \(s=\operatorname{sign}(qg_X)\) el signo del seno del ángulo cruzar un polo durante una optimización ganancia medida H\(_2\): con sólo \(qg_Z\) se queda en Hartree–Fock; con signo llega a la energía exacta cap. 1, §65

H.2 Magnitudes derivadas

Tabla H.3: Magnitudes derivadas.
submedida definición equivale a decisión que mejora estado evidencia dónde
\(qg_\kappa\) \(1/[\ln2\,(1-qg_Z^2)]\) información de Fisher sobre \(qg_Z\), en bits amortiguar el paso de un optimizador junto a los polos sin ganancia evita la divergencia del gradiente en \(q\), pero es el descenso en \(\theta\): 103 pasos los dos (cap. 30); el banco de JAX lo repite caps. 1, 23 y 30
\(qg_{SNR}\) \(\lvert qg_Z\rvert/\sqrt{1-qg_Z^2}\) señal a ruido de un disparo, \(\lvert\cot\theta\rvert\) disparos para leer un signo: \((z/qg_{SNR})^2\) exacta 27 disparos a 60° para 3σ; binomial exacta: error < 1 % caps. 1 y 3
\(qg_L\) \(\lvert\theta-\theta'\rvert/2\) ángulo de Bhattacharyya; Fubini–Study en un meridiano común distancia entre estados desde dos histogramas en \(Z\) exacta con azimutes distintos es sólo una cota inferior caps. 1 y 3
\(qg_\tau\) \(\sqrt{1-r^2}=2\sqrt{\det\rho}\) falta de pureza ver el área de un pulso donde la lectura en m-qg no se corre exacta 0,277 para \(R_X(324^\circ)\) frente a 0,031 para \(R_X(-36^\circ)\); necesita tres bases caps. 1–3
\(\kappa_{qg}\) \(1000\,\lvert\cos\theta\rvert\) curvatura de la lectura respecto del ángulo predecir el corrimiento por error de amplitud, \(\tfrac12\theta^2\sigma^2\kappa_{qg}\) exacta QuTiP: coincide a segundo orden caps. 1 y 2, §160
qFi \(4\pi^2\cdot10^{-6}\ \text{qga}^{-2}\) información de Fisher del ángulo qang resolución angular fija: \(159{,}15/\sqrt N\) qga exacta no es una variedad plana: la esfera tiene curvatura 4 cap. 1
qHz \(\text{qga}/\text{s}\) frecuencia angular, \(2\pi/1000\) rad/s ninguna por ahora exacta unidad sin uso en el libro cap. 1

H.3 Estados y registros

Tabla H.4: Estados y registros.
submedida definición equivale a decisión que mejora estado evidencia dónde
\(1-r^2\) \(4p_0(1-p_0)\) en peso definido pureza local medir la pureza con una base en lugar de tres ganancia medida vale sólo con peso de Hamming definido cap. 5
\(\arccos(qg_Z/r)\) \(qg_Z/r\) ángulo polar de Bloch de un estado mixto dirección de un estado con ruido mixta a favor con despolarizante; en contra con desfase puro cap. 5, §45
\(qg_{XX},qg_{YY},qg_{ZZ}\) \(\langle\sigma_i\otimes\sigma_i\rangle\) correladores de Pauli diagnosticar un par de Bell y predecir la teleportación sin teleportar ganancia medida 3 configuraciones en vez de 9; 4–5 compuertas de dos qubits en vez de 10–11, error máximo 0,029 caps. 12 y 13
\(m_E\) \(\sqrt{1000^2-m_\perp^2}\) información de Eve (Helstrom con purificación) cuántas rondas de prueba hacen falta para certificar bits exacta la cuenta es estándar; la lectura la vuelve geométrica cap. 18
\((1000-m_r)/2000\) \(m_r=1000\,r\) energía del estado pasivo saber cuánta energía nadie puede extraer exacta modesto: el reparto se lee de un vistazo cap. 19
\(qg_Z,qg_X\) de síndromes lecturas de los ancillas la regla \(T_2/T_1\) elegir y recalibrar un código corrector sin disparos de prueba ganancia medida 6,4 % sobre el oráculo frente a 64–220 % de un código fijo; deriva 13,1 % frente a 20,4 % cap. 26
\(\gamma\) \(1+2\sqrt{1-qg^2}\) sobrecosto de cortar una compuerta elegir qué compuertas cortar mixta hasta 2,9 veces frente a reglas ciegas al ángulo; ninguna frente a qiskit-addon-cutting cap. 26
\(qg_Z\) en estados de grafo \(qg_Z=0,\ qg_S=1\) la lectura local en \(Z\) detectar entrelazamiento con lecturas locales en \(Z\) sin ganancia no distingue un estado de grafo de un producto: el límite es de la base \(Z\) cap. 30
\(qg\) de paridad \((dqg)^2/(1-qg^2)=N^2\) información de Fisher cuántica de un GHZ alcanzar la cota de Heisenberg con una lectura de paridad exacta la fórmula de un disparo del capítulo 1 alcanza la cota cap. 34

H.4 Compuertas y compilación

Tabla H.5: Compuertas y compilación.
submedida definición equivale a decisión que mejora estado evidencia dónde
área mínima \(\theta\bmod2\pi\); \(R_{ZZ}\) de período \(\pi\) representante más corto de la misma compuerta compilar con menos área de pulso: menos error ganancia medida QAOA de 4 qubits: área 4,4× y error 4,1× menores; la predicción de 1,5× por \(R_{ZZ}\) falló (1,14×) cap. 2, §160
exposición población fuera del sector tras cada compuerta de dos qubits cálculo sin ruido del circuito elegir la compilación antes de gastar disparos ganancia medida correlación de rangos 0,80 con la fuga de T1; exposición nula quita ≥ 98 % del T1 cap. 2, §68
compuertas que conservan \(N\) \([U,\sum_i Z_i]=0\) compilación en el sector compilar para que el filtro quite el T1 mixta el filtro quita 99,5 % del T1 frente a 48,5 % con CNOT; ninguna en iones cap. 24, §61
grilla en qg pasos iguales en \(qg_Z\) cuantización del control cuantizar los ángulos de control mixta probabilidades \(\pi/2\) veces mejores, 43 de 45 cargas; en contra para fidelidad junto a los polos cap. 27
best_chain cadena de qubits de mayor \(K\) predicho elección de disposición con datos de calibración elegir los qubits físicos antes de correr ganancia medida entre 6 y 17 puntos más de disparos conservados que la disposición por defecto (simulado) cap. 32

H.5 Ruido y lectura

Tabla H.6: Ruido y lectura.
submedida definición equivale a decisión que mejora estado evidencia dónde
filtro de peso, \(K\) \(K=(1-\gamma)^{kd}\) post-selección en el sector de Hamming leer, entrenar y derivar bajo T1 sin sesgo; costo en disparos conocido antes de correr probada en hardware IQM Resonance: error 0,0615 → 0,0386 (1,59×) con 88 % de los disparos; simulado: exacto a \(10^{-12}\) m-qg; en contra con \(K\le0{,}14\) (2 de 12) y en LiH profundo (76,6 → 85,0 mHa) caps. 20, 21, 23, 30 y 31, §112
eco, \(M^{1/2}\) matriz de transferencia del eco corrección de errores dentro del sector quitar lo que el filtro no ve ganancia medida −27 a −62 % del error filtrado, con \(\binom nk\) circuitos de eco más cap. 22, §106
\(qg_{eq}\), \(T_\text{ef}\) lectura afín con heraldo calibración de lectura con mediciones repetidas calibrar la lectura sin confundir temperatura con error ganancia medida temperatura efectiva a 1 mK; evita un certificador inseguro y recupera 10–50 % de bits caps. 18 y 27, §31
paso \(\times\lvert\sin\theta\rvert\) \(\theta-\eta\max(\lvert\sin\theta\rvert,\epsilon)\,g\) región de confianza junto a los polos entrenar con tasas agresivas sin ajuste ganancia medida 2,3 a 13 veces más éxitos desde tasa 2; poco o nada con tasas seguras cap. 23
costo local \((1-\overline{qg_Z})/2\) costo local de Cerezo et al. evitar la meseta estéril de un costo global mixta 470 veces más varianza de gradiente con 10 qubits y circuitos cortos; ninguna con circuitos profundos cap. 23
ZNE de la lectura filtrada extrapolación a ruido cero sobre \(qg_Z\) filtrado post-selección y ZNE por separado (mitiq) mitigar T1 y desfase juntos ganancia medida 55,9 → 1,1 m-qg con T1 y desfase; con pocos disparos la ZNE no paga caps. 21 y 35
par \((qg_S,\overline{qg_Z})\) entropía y lectura media del registro XEB o HOP con simulación ideal distinguir T1 de ruido unital sólo con conteos mixta 0,88–0,91 frente a 0,70–0,76 con ruido fuerte; azar con ruido realista caps. 27, 29 y 30

H.6 Lecturas de leyes físicas conocidas

Tabla H.7: Lecturas de leyes físicas conocidas.
submedida definición equivale a decisión que mejora estado evidencia dónde
\(\langle\beta\rangle\) \(mc^2/E\) valor esperado de la matriz de Dirac \(\beta\) leer \(E=mc^2\) y la conjugación de carga como un \(qg_Z\) probada en hardware exacta y conocida; la conjugación de carga invierte la lectura; corrida §170 en IQM Garnet ap. G, §170
\(\widehat{qg^2}\) cuadrados insesgados corrección estándar de sesgo comparar dos relojes con pocos disparos ganancia medida sesgo de +11,8 % a +0,9 % con 100 disparos cap. 8
\(\sqrt{S_1^2+S_2^2+S_3^2}\) insesgado cuadrados insesgados de Stokes grado de polarización estimar la polarización con pocos fotones ganancia medida el sesgo baja unas tres veces, sin desaparecer cap. 6
\(\arccos(m/l)\) \(\langle J_z\rangle/l\) dirección de \(\langle\mathbf J\rangle\) leer el momento angular como un \(qg_Z\) exacta el modelo vectorial \(\arccos(m/\sqrt{l(l+1)})\) dibuja otra cosa cap. 11
\(qg_Z\) de sabor \(1-2P_{\alpha\to\beta}\) probabilidad de oscilación leer el ángulo de mezcla con barra de error fija exacta identidad sobre la fórmula de dos sabores cap. 9
\(m_Z\), \(m_X\) lecturas del qubit cronológico comparar matrices densidad distinguir P-CTC de D-CTC con una lectura en \(Z\) ganancia medida P-CTC mueve \(m_Z\), D-CTC no cap. 14
\((1000+m_P)(1000+m_F)\) \(=10^6\) ley de Yoshida y Kitaev juzgar un decodificador de agujero de gusano exacta la ley es conocida; la escala muestra que \(m_P=-500\) no prueba nada cap. 15
\(N/2+\sum_n qg_n/2\) \(G/G_0=\sum_n T_n\) fórmula de Landauer leer conductancia y ruido de partición en una escala exacta conductancia = \(qg\) medio, ruido = \(qg^2\) medio; la barra de \(\hat\theta\) es constante (0,985–1,009) cap. 33
recta en artanh \(\operatorname{artanh}qg\) ajuste de Fermi medir temperatura electrónica en contra sesgo de +2,9 % (ajuste de Fermi: −0,14 %) cap. 33
\(\theta/2=\operatorname{gd}(r)\) función de Gudermann de la compresión \(r\) \(\tanh^2r\), \(\bar n\) y la entropía leer la compresión como un ángulo qang exacta identidad nueva, exacta cap. 34
\(\theta=2\pi\Phi/\Phi_0\) franjas de interferencia fase de Aharonov–Bohm estimar el flujo con barra de error pareja exacta desvío \(1/2\pi\sqrt N\) constante; el signo pide otra lectura cap. 34

H.7 Propuestas abiertas y descartadas

Tabla H.8: Propuestas abiertas y descartadas.
submedida definición equivale a decisión que mejora estado evidencia dónde
compilación por \(\kappa_{qg}\) mínima curvatura de llegada — mitigar mesetas estériles sin verificar sin prueba caps. 1 y 2
\(E_\text{total}\) \(\langle H\rangle+\lambda_\theta L(\theta)+\lambda_\varphi L(\varphi)\) — regularizar un VQE sin verificar \(L\) y \(\lambda\) sin definir cap. 1
\(R(\theta,\varphi)\) \(N[p_1+\alpha\cos\varphi]\) — modelar emisión desde la población excitada sin verificar \(N\) y \(\alpha\) sin fijar; sin contraste con un modelo de emisión cap. 1
500 qga CPT \(E_-\leftrightarrow\) desplazamiento de 500 qga — ubicar la antimateria en la escala no adoptada sin respaldo; la lectura correcta es la conjugación de carga sobre \(\langle\beta\rangle\) cap. 1, ap. G
signos de \(qg_{Z,i}\) \(\operatorname{sign}qg_{Z,i}\) histograma de cadenas de bits leer el elemento marcado en una búsqueda con ruido en contra 66 % frente a 91 % de la moda del histograma (5 qubits, 100 disparos) cap. 3, §63
\(qg_{SNR}\), \(qg_\kappa\) de parada umbral sobre \(\lvert qg_k\rvert\) la fórmula de \(k^\ast\) cortar las iteraciones de Grover sin ganancia no distinguen si la bandera pasó el polo; cuestan una corrida por \(k\) cap. 3
ciclos qg traducción de ángulo a lectura en Wigner, Kitaev y OTOC — proteger estados o medir caos sin ganancia no protegen ni miden caos cap. 34

H.8 Balance

De 52 submedidas, 18 son identidades exactas, 14 tienen una ganancia medida en simulación o análisis, 3 se probaron en un dispositivo real (con un resultado mixto en el caso del mili-qang), 7 son mixtas, 4 resultaron equivalentes a la práctica usual, 2 quedaron por debajo de ella, 3 están sin verificar y 1 no se adoptó. Las ganancias no vienen de la unidad sino de las decisiones que la lectura permite tomar antes de gastar recursos: elegir el representante de menor área, la compilación de menor exposición, el código según dos lecturas, o leer sólo el sector de peso que el T1 no contamina. Las submedidas sin verificar son la lista de experimentos pendientes; el catálogo las mantiene a la vista para que no se citen como resultados.

H.9 En código

from qang import measures

measures.summary()                       # submedidas por estado
measures.by_status("sin_verificar")      # los experimentos pendientes
m = measures.find("min_area")
m.decision[0], m.evidence[0]             # la decisión que mejora y la evidencia, en español
measures.resolve(m)                      # qang.pulse_area.minimal_area_circuit