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Arbeiten mit Amazon Braket Hybrid Jobs
Amazon Braket Hybrid Jobs bietet Ihnen die Möglichkeit, hybride quantenklassische Algorithmen auszuführen, die sowohl klassische AWS Ressourcen als auch Quantenprozessoren (QPUs) benötigen. Hybrid Jobs wurde entwickelt, um die angeforderten klassischen Ressourcen hochzufahren, Ihren Algorithmus auszuführen und die Instances nach Fertigstellung freizugeben, sodass Sie nur für das bezahlen, was Sie tatsächlich nutzen.
Hybrid Jobs ist ideal für iterative Algorithmen mit langer Laufzeit, bei denen sowohl klassische Rechenressourcen als auch Quantencomputerressourcen verwendet werden. Bei Hybrid Jobs führt Braket Ihren Algorithmus nach dem Absenden Ihres Algorithmus zur Ausführung in einer skalierbaren, containerisierten Umgebung aus. Sobald der Algorithmus abgeschlossen ist, können Sie die Ergebnisse abrufen.
Darüber hinaus profitieren Quantenaufgaben, die im Rahmen eines Hybrid-Jobs erstellt werden, von einer Warteschlange mit höherer Priorität zum Ziel-QPU-Gerät. Diese Priorisierung stellt sicher, dass Ihre Quantenberechnungen verarbeitet und ausgeführt werden, bevor andere Aufgaben in der Warteschlange warten. Dies ist besonders vorteilhaft für iterative Hybridalgorithmen, bei denen die Ergebnisse einer Quantenaufgabe von den Ergebnissen früherer Quantenaufgaben abhängen. Beispiele für solche Algorithmen sind der Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA)
Sie können auf Hybrid-Jobs in Braket zugreifen, indem Sie:
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Der Amazon API Braket.
In diesem Abschnitt:
Wann sollte Amazon Braket Hybrid Jobs verwendet werden
Amazon Braket Hybrid Jobs ermöglicht es Ihnen, hybride quantenklassische Algorithmen wie den Variational Quantum Eigensolver (VQE) und den Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA) auszuführen, die klassische Rechenressourcen mit Quantencomputern kombinieren, um die Leistung heutiger Quantensysteme zu optimieren. Amazon Braket Hybrid Jobs bietet drei Hauptvorteile:
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Leistung: Amazon Braket Hybrid Jobs bietet eine bessere Leistung als die Ausführung von Hybrid-Algorithmen in Ihrer eigenen Umgebung. Während Ihr Job ausgeführt wird, hat er vorrangigen Zugriff auf die ausgewählte Ziel-QPU. Aufgaben aus Ihrem Job werden vor anderen Aufgaben ausgeführt, die sich in der Warteschlange auf dem Gerät befinden. Dies führt zu kürzeren und besser vorhersehbaren Laufzeiten für hybride Algorithmen. Amazon Braket Hybrid Jobs unterstützt auch die parametrische Kompilierung. Sie können eine Schaltung mit freien Parametern einreichen und Braket kompiliert die Schaltung einmal, ohne dass Sie sie für nachfolgende Parameteraktualisierungen derselben Schaltung erneut kompilieren müssen, was zu noch schnelleren Laufzeiten führt.
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Praktisch: Amazon Braket Hybrid Jobs vereinfacht die Einrichtung und Verwaltung Ihrer Rechenumgebung und sorgt dafür, dass sie läuft, während Ihr Hybrid-Algorithmus ausgeführt wird. Sie geben einfach Ihr Algorithmus-Skript an und wählen ein Quantengerät (entweder eine Quantenverarbeitungseinheit oder einen Simulator) aus, auf dem es ausgeführt werden soll. Amazon Braket wartet, bis das Zielgerät verfügbar ist, startet die klassischen Ressourcen, führt die Arbeitslast in vorgefertigten Container-Umgebungen aus, gibt die Ergebnisse an Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) zurück und gibt die Rechenressourcen frei.
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Metriken: Amazon Braket Hybrid Jobs bietet sofortige Einblicke in laufende Algorithmen und liefert anpassbare Algorithmusmetriken nahezu in Echtzeit an Amazon CloudWatch und die Amazon Braket-Konsole, sodass Sie den Fortschritt Ihrer Algorithmen verfolgen können.
Ausführung eines Hybrid-Jobs mit Amazon Braket Hybrid Jobs
Um einen Hybrid-Job mit Amazon Braket Hybrid Jobs auszuführen, müssen Sie zunächst Ihren Algorithmus definieren. Sie können ihn definieren, indem Sie das Algorithmus-Skript und optional andere Abhängigkeitsdateien mithilfe des Amazon Braket Python SDK
In beiden Fällen erstellen Sie als Nächstes mithilfe von Amazon Braket einen Hybrid-JobAPI, bei dem Sie Ihr Algorithmus-Skript oder Ihren Container bereitstellen, das Ziel-Quantengerät auswählen, das der Hybrid-Job verwenden soll, und dann aus einer Vielzahl optionaler Einstellungen wählen. Die für diese optionalen Einstellungen bereitgestellten Standardwerte funktionieren für die meisten Anwendungsfälle. Damit das Zielgerät Ihren Hybrid-Job ausführt, haben Sie die Wahl zwischen einer QPU, einem On-Demand-Simulator (wie SV1 oderDM1) oder der klassischen Hybrid-Job-Instance selbst. Mit einem On-Demand-Simulator oder einer QPU tätigt Ihr Hybrid-Job-Container API-Aufrufe an ein Remote-Gerät. Bei den eingebetteten Simulatoren ist der Simulator in denselben Container eingebettet wie Ihr Algorithmusskript. Die Blitzsimulatoren
Wenn es sich bei Ihrem Zielgerät um einen On-Demand-Simulator oder einen eingebetteten Simulator handelt, beginnt Amazon Braket sofort mit der Ausführung des Hybrid-Jobs. Es startet die Hybrid-Job-Instance (Sie können den Instance-Typ im API Aufruf anpassen), führt Ihren Algorithmus aus, schreibt die Ergebnisse in Amazon S3 und gibt Ihre Ressourcen frei. Diese Veröffentlichung von Ressourcen stellt sicher, dass Sie nur für das bezahlen, was Sie tatsächlich nutzen.
Die Gesamtzahl der gleichzeitigen Hybrid-Jobs pro Quantenverarbeitungseinheit (QPU) ist begrenzt. Heute kann zu einem bestimmten Zeitpunkt nur ein Hybrid-Job auf einer QPU ausgeführt werden. Warteschlangen werden verwendet, um die Anzahl der Hybrid-Jobs zu steuern, die ausgeführt werden dürfen, sodass das zulässige Limit nicht überschritten wird. Wenn es sich bei Ihrem Zielgerät um eine QPU handelt, wird Ihr Hybrid-Job zuerst in die Job-Warteschlange der ausgewählten QPU aufgenommen. Amazon Braket startet die benötigte Hybrid-Job-Instance und führt Ihren Hybrid-Job auf dem Gerät aus. Für die Dauer Ihres Algorithmus hat Ihr Hybrid-Job vorrangigen Zugriff, was bedeutet, dass Quantenaufgaben aus Ihrem Hybrid-Job vor anderen Braket-Quantenaufgaben ausgeführt werden, die sich in der Warteschlange auf dem Gerät befinden, vorausgesetzt, die Job-Quantenaufgaben werden alle paar Minuten an die QPU gesendet. Sobald Ihr Hybrid-Job abgeschlossen ist, werden Ressourcen freigegeben, was bedeutet, dass Sie nur für das bezahlen, was Sie nutzen.
Anmerkung
Die Geräte sind regional und Ihr Hybrid-Job läuft auf demselben Gerät AWS-Region wie Ihr primäres Gerät.
Sowohl im Simulator als auch im QPU-Zielszenario haben Sie die Möglichkeit, benutzerdefinierte Algorithmusmetriken, wie z. B. die Energie Ihres Hamiltonian, als Teil Ihres Algorithmus zu definieren. Diese Metriken werden automatisch an Amazon gemeldet CloudWatch und von dort aus nahezu in Echtzeit in der Amazon Braket-Konsole angezeigt.
Anmerkung
Wenn Sie eine GPU-basierte Instance verwenden möchten, stellen Sie sicher, dass Sie einen der GPU-based Simulatoren verwenden, die mit den eingebetteten Simulatoren auf Braket verfügbar sind (z. B.). lightning.gpu Wenn Sie sich für einen der CPU-based eingebetteten Simulatoren entscheiden (z. B., oderbraket:default-simulator)lightning.qubit, wird die GPU nicht verwendet und es können Ihnen unnötige Kosten entstehen.
