Begriffe und Konzepte von Amazon Braket

Die analoge Hamiltonsche Simulation (AHS) ist ein eigenständiges Quantencomputer-Paradigma für die direkte Simulation der zeitabhängigen Quantendynamik von Vielteilchensystemen. In AHS spezifizieren Benutzer direkt einen zeitabhängigen Hamiltonschen Algorithmus und der Quantencomputer ist so eingestellt, dass er die kontinuierliche Zeitentwicklung unter diesem Hamiltonschen Algorithmus direkt emuliert. AHSBei Geräten handelt es sich in der Regel um Geräte für spezielle Zwecke und nicht um universelle Quantencomputer wie Gate-basierte Geräte. Sie sind auf eine Klasse von Hamiltonianern beschränkt, die sie simulieren können. Da diese Hamilton-Operatoren jedoch von Natur aus auf dem Gerät implementiert sind, entfällt der Aufwand, AHS der erforderlich ist, um Algorithmen als Schaltungen zu formulieren und Gate-Operationen zu implementieren.

Wir haben den Braket-Service nach der Bra-Ket-Notation benannt, einer Standardnotation in der Quantenmechanik. Sie wurde 1939 von Paul Dirac eingeführt, um den Zustand von Quantensystemen zu beschreiben. Sie ist auch als Dirac-Notation bekannt.

Mit Braket Direct können Sie einen dedizierten Zugang zu verschiedenen Quantengeräten Ihrer Wahl reservieren, sich mit Quantencomputerspezialisten in Verbindung setzen, um Beratung für Ihre Arbeitslast zu erhalten, und frühzeitig auf Funktionen der nächsten Generation zugreifen, z. B. auf neue Quantengeräte mit begrenzter Verfügbarkeit.

Amazon Braket hat eine Funktion namens Amazon Braket Hybrid Jobs, das vollständig verwaltete Ausführungen von Hybrid-Algorithmen ermöglicht. Ein Braket-Hybrid-Job besteht aus drei Komponenten:

In Amazon Braket, ein Gerät, ist ein Backend, das Quantenaufgaben ausführen kann. Ein Gerät kann ein Quantenschaltungssimulator QPUoder ein Quantenschaltkreissimulator sein. Weitere Informationen finden Sie unter Von Amazon Braket unterstützte Geräte.

Beim Gate-basierten Quantencomputing (QC), auch schaltkreisgestütztes QC genannt, werden Berechnungen in elementare Operationen (Gates) unterteilt. Bestimmte Gruppen von Gattern sind universell, was bedeutet, dass jede Berechnung als endliche Folge dieser Gatter ausgedrückt werden kann. Gatter sind die Bausteine von Quantenschaltungen und entsprechen den Logikgattern klassischer digitaler Schaltungen.

Die Quantendynamik eines physikalischen Systems wird durch seinen Hamilton-Operator bestimmt, der alle Informationen über die Wechselwirkungen zwischen den Bestandteilen des Systems und die Auswirkungen exogener Antriebskräfte kodiert. ^{Der Hamilton-Operator eines N-Qubit-Systems wird auf klassischen Maschinen üblicherweise als eine 2 N mal 2 N große Matrix komplexer Zahlen dargestellt.} Durch die Ausführung einer analogen Hamilton-Simulation auf einem Quantengerät können Sie diese exponentiellen Ressourcenanforderungen vermeiden.

Ein Impuls ist ein vorübergehendes physikalisches Signal, das an die Qubits übertragen wird. Es wird durch eine in einem Frame abgespielte Wellenform beschrieben, die als Unterstützung für das Trägersignal dient und an den Hardwarekanal oder Port gebunden ist. Kunden können ihre eigenen Impulse entwerfen, indem sie die analoge Hüllkurve bereitstellen, die das hochfrequente sinusförmige Trägersignal moduliert. Der Frame wird eindeutig durch eine Frequenz und eine Phase beschrieben, die häufig so gewählt werden, dass sie in Resonanz mit der Energietrennung zwischen den Energieniveaus für |0¤ und |1⟩ des Qubits stehen. Gates werden also als Impulse mit einer vorbestimmten Form und kalibrierten Parametern wie Amplitude, Frequenz und Dauer erzeugt. Anwendungsfälle, die nicht durch Template-Wellenformen abgedeckt werden, werden durch benutzerdefinierte Wellenformen ermöglicht, die für die Auflösung eines einzelnen Samples spezifiziert werden, indem eine Liste von Werten bereitgestellt wird, die durch eine feste physikalische Zykluszeit getrennt sind.

Ein Quantenschaltkreis ist der Befehlssatz, der eine Berechnung auf einem Gate-basierten Quantencomputer definiert. Ein Quantenschaltkreis ist eine Abfolge von Quantengattern, bei denen es sich um umkehrbare Transformationen auf einem qubit Register, zusammen mit Messanweisungen.

Ein Quantenschaltkreissimulator ist ein Computerprogramm, das auf klassischen Computern läuft und die Messergebnisse eines Quantenschaltkreises berechnet. Für allgemeine Schaltungen wächst der Ressourcenbedarf einer Quantensimulation exponentiell mit der Anzahl von qubits zu simulieren. Braket bietet Zugriff auf beide verwalteten Dateien (Zugriff über Braket). API) und lokal (Teil der Amazon BraketSDK) Quantenschaltkreissimulatoren.

Ein Quantencomputer ist ein physikalisches Gerät, das quantenmechanische Phänomene wie Superposition und Verschränkung verwendet, um Berechnungen durchzuführen. Es gibt verschiedene Paradigmen für Quantencomputer (QC), wie z. B. die Gate-basierte QC.

A QPU ist ein physikalisches Quantencomputergerät, das eine Quantenaufgabe ausführen kann. QPUskann auf verschiedenen QC-Paradigmen basieren, beispielsweise auf Gate-basierter QC. Weitere Informationen finden Sie unter Von Amazon Braket unterstützte Geräte.

QPUnative Gatter können vom Steuersystem direkt Steuerimpulsen zugeordnet werden. QPU Native Gates können ohne weitere Kompilierung auf dem QPU Gerät ausgeführt werden. Teilmenge der QPUunterstützten Gates. Sie finden die systemeigenen Gates eines Geräts auf der Geräteseite im Amazon Über die Braket-Konsole und durch die Halterung. SDK

QPUunterstützte Gates sind die Gates, die vom QPU Gerät akzeptiert werden. Diese Gates können möglicherweise nicht direkt auf dem ausgeführt werdenQPU, was bedeutet, dass sie möglicherweise in native Gates zerlegt werden müssen. Sie finden die unterstützten Gates eines Geräts auf der Geräteseite im Amazon Halterkonsole und durch die Amazon HalterungSDK.

In Braket ist eine Quantenaufgabe die atomare Anfrage an ein Gerät. Bei Gate-basierten QC-Geräten umfasst dies den Quantenschaltkreis (einschließlich der Messanweisungen und der Anzahl der shots) und andere Metadaten für Anfragen. Sie können Quantenaufgaben erstellen über Amazon Klammer SDK oder mit dem CreateQuantumTask API Betrieb direkt. Nachdem Sie eine Quantenaufgabe erstellt haben, wird sie in die Warteschlange gestellt, bis das angeforderte Gerät verfügbar ist. Sie können sich Ihre Quantenaufgaben auf der Seite Quantenaufgaben der ansehen Amazon Braket-Konsole oder mithilfe der GetQuantumTask or SearchQuantumTasks API Operationen.

Die grundlegende Informationseinheit in einem Quantencomputer wird a genannt qubit (Quantenbit), ähnlich wie ein Bit beim klassischen Rechnen. A qubit ist ein Quantensystem mit zwei Ebenen, das durch verschiedene physikalische Implementierungen realisiert werden kann, beispielsweise durch supraleitende Schaltkreise oder einzelne Ionen und Atome. Sonstige qubit Typen basieren auf Photonen, elektronischen oder nuklearen Spins oder exotischeren Quantensystemen.

Queue depth bezieht sich auf die Anzahl der Quantenaufgaben und Hybrid-Jobs, die sich für ein bestimmtes Gerät in der Warteschlange befinden. Auf die Anzahl der Warteschlangen für Quantenaufgaben und Hybrid-Jobs eines Geräts kann über das zugegriffen werden Braket Software Development Kit (SDK) or Amazon Braket Management Console.

Queue position bezieht sich auf die aktuelle Position Ihrer Quantenaufgabe oder Ihres Hybrid-Jobs innerhalb einer entsprechenden Gerätewarteschlange. Sie kann für Quantenaufgaben oder Hybridjobs abgerufen werden über Braket Software Development Kit (SDK) or Amazon Braket Management Console.

Da Quantencomputer von Natur aus probabilistisch sind, muss jeder Schaltkreis mehrfach bewertet werden, um ein genaues Ergebnis zu erhalten. Die Ausführung und Messung eines einzelnen Schaltkreises wird als Schuss bezeichnet. Die Anzahl der Schüsse (wiederholte Ausführungen) für eine Schaltung wird auf der Grundlage der gewünschten Genauigkeit für das Ergebnis ausgewählt.

Eine IAM Richtlinie ist ein Dokument, das Genehmigungen AWS-Services und Ressourcen gewährt oder verweigert. IAMMithilfe von Richtlinien können Sie die Zugriffsebenen der Benutzer auf Ressourcen anpassen. Sie können Benutzern beispielsweise Zugriff auf alle Amazon S3 S3-Buckets in Ihrem AWS-Konto oder nur auf einen bestimmten Bucket gewähren.

Eine IAM Rolle ist eine Identität, von der Sie annehmen können, dass sie temporären Zugriff auf Berechtigungen gewährt. Bevor ein Benutzer, eine Anwendung oder ein Dienst eine IAM Rolle übernehmen kann, müssen ihm die Berechtigungen erteilt werden, um zu der Rolle zu wechseln. Wenn jemand eine IAM Rolle annimmt, gibt er alle vorherigen Berechtigungen auf, die er unter einer früheren Rolle hatte, und übernimmt die Rechte der neuen Rolle.

Mit Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) können Sie Daten als Objekte in Buckets speichern. AWS-Service Amazon S3 S3-Buckets bieten unbegrenzten Speicherplatz. Die maximale Größe für ein Objekt in einem Amazon S3 S3-Bucket beträgt 5 TB. Sie können jede Art von Dateidaten in einen Amazon S3 S3-Bucket hochladen, z. B. Bilder, Videos, Textdateien, Sicherungsdateien, Mediendateien für eine Website, archivierte Dokumente und Ihre Braket-Quantenaufgabenergebnisse.