spin_echoes.ipynb references a removed optimizer

[pavoljuhas]

Description of the issue

docs/tutorials/google/spin_echoes.ipynb references cirq.MergeInteractionsToSqrtIswap which was removed in #5727.

Solution

Replace with a working transformer in the notebook, make sure this is rendered on cirq webpage.
Also search for and fix other invalid cirq.Something references in the repository.

Cirq version

1.5.0.dev at 2991e80

[ayshiff]

Hello,

I'm interested in working on this issue if it's still available.

I've already started playing around with the notebook, cleaning it up and regenerating the output by replacing the old cirq.MergeInteractionsToSqrtIswap references with the cirq.optimize_for_target_gateset function transforming the operations to use the cirq.SqrtIswapTargetGateset.

I've been running the notebook locally using a Weber QVM, but I've not been able to notice a negligible difference in the final diagram survival probability between the optimized and unoptimized circuits. I'm not sure if running the tutorial on real Weber hardware would result in a more significant difference.

I want to make sure I am doing things correctly.

Any guidance would be really helpful. Thanks

EDIT 2: I think I just need to tweak how create_benchmark_circuit optimizes the circuit (especially with merge_k_qubit_unitaries as I thought it was already called in the transformer). I'll take a look at that.

EDIT 1:

Here is the result diagram for reference:

Here is also how I transformed the operations to use the cirq.SqrtIswapTargetGateset (in the non-benchmark section):

qubits = cirq.GridQubit.rect(2, 3)  # [cirq.GridQubit(x, y) for (x, y) in [(3, 2), (4, 2), (4, 1), (5, 1), (6, 1), (6, 2), (5, 2)]]
circuit = create_benchmark_circuit(qubits, twoq_gate=cirq.ISWAP, cycles=3, seed=1)

optimized_circuit = cirq.optimize_for_target_gateset(
    circuit, context=cirq.TransformerContext(deep=True), gateset=cirq.SqrtIswapTargetGateset(required_sqrt_iswap_count=2)
)

And here's the output I got:

Original circuit:
Moments: 51
Gate count: 52

(0, 0): ───X───iSwap────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────iSwap──────────────────────────────────────────────────────────M('z')───
               │                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        │
(0, 1): ───────iSwap───PhX(0.25)^0.5──────────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(-0.75)^0.5─────────────────────────────────────────────────────────────────iSwap───PhX(0.75)^0.5──────────────────────────────────────────────────────────────iSwap───────────PhX(0.25)^0.5──────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0.25)^-0.5──────────────────────────────────────────────────────────────────iSwap─────────────────PhX(0.75)^-0.5──────────────────────────────────────────────────────────────────iSwap──────PhX(-0.75)^-0.5────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0.25)^-0.5───iSwap^-1────────────────────────────────────────────────────────────────
                                                                                                                                                                                         │                                                                                  │                                                                                                                                                                          │                                                                                                     │
(0, 2): ───────────────────────────────PhX(-0.25)^0.5─────────────────────────────────────────────iSwap────────────────────PhX(0.25)^0.5─────────────────────────────────────────────────┼───────────────────────PhX(0)^0.5─────────────────────────────────────────────────iSwap───────────────────────────PhX(-0.5)^0.5───────────────────────────────────────────────────────────────PhX(-0.5)^-0.5─────────────────────────────────────────────────iSwap^-1───────────────────────────────PhX(0)^-0.5────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────PhX(0.25)^-0.5────────────────────────────────────────────────────iSwap───────────────────────PhX(-0.25)^-0.5─────────────────────────────────────────────────────────
                                                                                                  │                                                                                      │                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   │                                                                                              │
(1, 0): ────────────────────────────────────────────────PhX(0)^0.5────────────────────────────────┼────────────────────────────────────────PhX(0.75)^0.5─────────────────────────────────┼────────────────────────────────────PhX(0.5)^0.5──────────────────────────────────────────iSwap───────────────────────────────────PhX(0)^0.5───────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0)^-0.5──────────────────────────────────────────────iSwap─────────────────────────────────────PhX(0.5)^-0.5────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────────────PhX(0.75)^-0.5───────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────────────PhX(0)^-0.5───────────────────────────────────────────
                                                                                                  │                                                                                      │                                                                                          │                                                                                                                                                                             │                                                                                          │                                                                                              │
(1, 1): ─────────────────────────────────────────────────────────────PhX(1)^0.5───────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────PhX(-0.75)^0.5────────────────iSwap───────────────────────────────────────────────PhX(-0.5)^0.5──────────────────────────iSwap────────────────────────────────────────────────PhX(-0.25)^0.5────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(-0.25)^-0.5────────────────────────────iSwap^-1──────────────────────────────────────────────────PhX(-0.5)^-0.5───────────────────iSwap^-1───────────────────────────────────────────────────────PhX(-0.75)^-0.5─────────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────PhX(1)^-0.5─────────────────────────────
                                                                                                  │                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         │
(1, 2): ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0.75)^0.5───iSwap─────────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0)^0.5───────────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0.5)^0.5─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0)^0.5─────────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0)^-0.5─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0.5)^-0.5────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0)^-0.5───iSwap^-1──────────────────────────────────────────────────────────────────PhX(0.75)^-0.5────────────


Circuit with optimization:
Moments: 28
Gate count: 45

(0, 0): ───PhXZ(a=0.25,x=1,z=0)───iSwap───────iSwap───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────PhXZ(a=2.22e-16,x=0,z=0.5)───iSwap───────iSwap───────PhXZ(a=-0.5,x=0,z=-1)───M('z')───
                                  │           │                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            │           │
(0, 1): ──────────────────────────iSwap^0.5───iSwap^0.5───PhXZ(a=0.841,x=0,z=-0.5)────────────────────────────PhXZ(a=2.22e-16,x=0,z=0.5)────iSwap───────iSwap───────PhXZ(a=-0.44,x=0.252,z=0.436)────────iSwap───────PhXZ(a=-0.5,x=0,z=-1)───iSwap───────PhXZ(a=-0.00417,x=0.252,z=0.564)───────────────────────────────────────────────────PhXZ(a=2.22e-16,x=0,z=0.5)───────iSwap───────iSwap───────PhXZ(a=-0.349,x=2.22e-16,z=-1)────────────────────────────────────────────────────────iSwap^0.5───iSwap^0.5───PhXZ(a=0,x=0,z=0.5)──────────────
                                                                                                                                            │           │                                                │                                   │                                                                                                                               │           │
(0, 2): ──────────────────────────────────────────────────PhXZ(a=-0.25,x=0.5,z=0.5)───iSwap───────iSwap───────PhXZ(a=-0.25,x=0.75,z=0.75)───┼───────────┼───────────PhXZ(a=0.00584,x=0.766,z=-0.00584)───iSwap^0.5───────────────────────────iSwap^0.5───PhXZ(a=-0.309,x=0.328,z=0.345)──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┼───────────┼───────────PhXZ(a=2.22e-16,x=0,z=0.5)───────iSwap───────iSwap───────PhXZ(a=-0.25,x=0.5,z=-1)──────────────────────────────────────────────────────────────
                                                                                      │           │                                         │           │                                                                                                                                                                                                                    │           │                                            │           │
(1, 0): ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┼───────────┼─────────────────────────────────────────┼───────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────PhXZ(a=0.00542,x=0.537,z=0.571)────iSwap───────PhXZ(a=-0.5,x=0,z=-1)───iSwap───────PhXZ(a=0.577,x=0.537,z=0.429)────┼───────────┼────────────────────────────────────────────┼───────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
                                                                                      │           │                                         │           │                                                                                                                                   │                                   │                                            │           │                                            │           │
(1, 1): ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┼───────────┼───────────PhXZ(a=-0.5,x=0.75,z=-0.75)───iSwap^0.5───iSwap^0.5───PhXZ(a=0,x=0.5,z=-0.5)───────────────────────────────────────────────────────────────PhXZ(a=0.485,x=0.461,z=-0.485)─────iSwap^0.5───────────────────────────iSwap^0.5───PhXZ(a=0.116,x=0.0417,z=0.499)───iSwap^0.5───iSwap^0.5───PhXZ(a=-0.75,x=0.75,z=-0.75)─────┼───────────┼─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
                                                                                      │           │                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   │           │
(1, 2): ──────────────────────────────────────────────────PhXZ(a=-0.25,x=-0.5,z=0)────iSwap^0.5───iSwap^0.5───PhXZ(a=0.447,x=0,z=-0.5)────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────iSwap^0.5───iSwap^0.5───PhXZ(a=-0.75,x=0.5,z=0.5)─────────────────────────────────────────────────────────────

Circuits are equivalent (up to global phase).