Amazon Braket の用語と概念

アナログハミルトンシミュレーション (AHS) は、多体システムの時間依存量子力学を直接シミュレーションするための明確な量子コンピューティングパラダイムです。ではAHS、ユーザーは時間依存のハミルトニアンを直接指定し、量子コンピュータは、このハミルトニアンの下での継続的な時間の進化を直接エミュレートするように調整されます。 AHSデバイスは、通常、ゲートベースのデバイスのような汎用量子コンピュータではありません。これらはシミュレートできるハミルトニア語のクラスに制限されています。ただし、これらのハミルトニアンはデバイスに自然に実装されるため、 AHS はアルゴリズムを回路として作成し、ゲート操作を実装するために必要なオーバーヘッドに悩まされません。

量子力学の標準表記である bra-ket 表記にちなんで Braket サービスという名前を付けました。量子系の状態を記述するために 1939 年に Paul Dirac によって導入され、ディラック記法とも呼ばれます。

Braket Direct を使用すると、選択したさまざまな量子デバイスへの専用アクセスを予約し、量子コンピューティングのスペシャリストと接続してワークロードのガイダンスを受け取り、可用性が制限された新しい量子デバイスなどの次世代機能に早期にアクセスできます。

Amazon Braket には という機能があります。Amazon Braket Hybrid Jobs は、ハイブリッドアルゴリズムのフルマネージド実行を提供します。Braket ハイブリッドジョブは、次の 3 つのコンポーネントで構成されます。

In Amazon Braket、デバイスは量子タスクを実行できるバックエンドです。デバイスは、 QPUまたは量子回路シミュレーターにすることができます。詳細については、Amazon Braket がサポートするデバイス」を参照してください。

ゲートベースの量子コンピューティング (QC) では、回路ベースのQC とも呼ばれ、計算は基本演算 (ゲート) に分割されます。特定のゲートセットは共通です。つまり、すべての計算をそれらのゲートの有限シーケンスとして表現できます。ゲートは量子回路の構成要素であり、古典的なデジタル回路のロジックゲートに似ています。

物理システムの量子力学は、そのハミルトニアンによって決まります。ハミルトニアンは、システムの構成要素と外部駆動力の効果の間の相互作用に関するすべての情報をエンコードします。N 量子ビットシステムのハミルトニアンは、通常、古典的なマシン上の複雑な数値の 2^N x 2^N 行列として表されます。量子デバイスでアナログハミルトンシミュレーションを実行することで、このような指数関数的なリソース要件を回避できます。

パルスは、量子ビットに送信される一時的な物理信号です。これは、キャリア信号のサポートとして機能し、ハードウェアチャネルまたはポートにバインドされるフレームで再生される波形によって記述されます。お客様は、高頻度正弦波キャリア信号を調整するアナログエンベロープを提供することで、独自のパルスを設計できます。フレームは、周波数とフェーズによって一意に記述されます。フェーズは、量子ビットの |0⟩ と |1⟩ のエネルギーレベル間のエネルギー分離により、しばしばオンに選択されます。したがって、ゲートは、あらかじめ設定された形状と、その振幅、頻度、期間などのキャリブレーションされたパラメータを持つパルスとして設定されます。テンプレート波形でカバーされていないユースケースは、カスタム波形を介して有効になります。カスタム波形は、固定された物理サイクル時間で区切られた値のリストを提供することで、単一のサンプル解像度で指定されます。

量子回路は、ゲートベースの量子コンピュータ上の計算を定義する命令セットです。量子回路は一連の量子ゲートであり、qubit 測定手順とともに登録します。

量子回路シミュレーターは、古典的なコンピュータ上で動作し、量子サーキットの測定結果を計算するコンピュータプログラムです。一般的な回路の場合、量子シミュレーションのリソース要件は、qubits シミュレートします。Braket は、両方のマネージド (Braket 経由でアクセス API) とローカル ( Amazon Braket SDK) 量子回路シミュレーター。

量子コンピュータは、重ね合わせやエンタングルメントなどの量子力学現象を使用して計算を実行する物理デバイスです。ゲートベースのQCなど、量子コンピューティング (QC) にはさまざまなパラダイムがあります。

QPU は、量子タスクで実行できる物理量子コンピューティングデバイスです。 は、ゲートベースのQCなど、さまざまなQCパラダイムに基づくQPUsことができます。詳細については、Amazon Braket がサポートするデバイス」を参照してください。

QPU ネイティブゲートは、QPUコントロールシステムによってパルスを制御するために直接マッピングできます。ネイティブゲートは、それ以上コンパイルしなくてもQPUデバイスで実行できます。QPU サポートされているゲートのサブセット。デバイスのネイティブゲートは、 のデバイスページにあります。Amazon Braket コンソールと Braket を経由しますSDK。

QPU サポートされているゲートは、QPUデバイスで受け入れられるゲートです。これらのゲートは、 で直接実行できない場合があります。つまりQPU、ネイティブゲートに分解する必要がある場合があります。デバイスのサポートされているゲートは、 のデバイスページにあります。Amazon Braket コンソールと 経由 Amazon Braket SDK。

Braket では、量子タスクはデバイスへのアトミックリクエストです。ゲートベースのQC デバイスの場合、これには量子回路 (測定手順と shots) およびその他のリクエストメタデータ。量子タスクは、Amazon Braket SDKまたは の使用 CreateQuantumTask API オペレーションを直接実行できます。量子タスクを作成すると、リクエストされたデバイスが使用可能になるまでキューに入れられます。量子タスクは、 の「量子タスク」ページで確認できます。Amazon Braket コンソールまたは の使用 GetQuantumTask または SearchQuantumTasks API オペレーション。

量子コンピュータの基本的な情報単位は、qubit （量子ビット）。クラシックコンピューティングのビットとよく似ています。A qubit は 2 レベルの量子システムであり、超電導回路や個々の ion や atom など、さまざまな物理実装によって実現できます。その他 qubit タイプは、光子、電子スピン、スピン、またはより嗜好的な量子システムに基づいています。

Queue depth は、特定のデバイスに対してキューに入れられた量子タスクとハイブリッドジョブの数を指します。デバイスの量子タスクとハイブリッドジョブキューの数には、 からアクセスできます。Braket Software Development Kit (SDK) または Amazon Braket Management Console.

Queue position は、それぞれのデバイスキュー内の量子タスクまたはハイブリッドジョブの現在の位置を指します。量子タスクまたはハイブリッドジョブの場合は、 を通じて取得できます。Braket Software Development Kit (SDK) または Amazon Braket Management Console.

量子コンピューティングは本質的に確率的であるため、正確な結果を得るには、回路を複数回評価する必要があります。単一の回路の実行と測定は、ショットと呼ばれます。回路のショット数 (繰り返し実行) は、結果に必要な精度に基づいて選択されます。

IAM ポリシーは、 AWS のサービス および リソースへのアクセス許可を許可または拒否するドキュメントです。 IAMポリシーを使用すると、 リソースへのユーザーのアクセスレベルをカスタマイズできます。例えば、 内のすべての Amazon S3 バケットへのアクセスをユーザーに許可したり AWS アカウント、特定のバケットのみにアクセスを許可したりできます。

IAM ロールは、アクセス許可への一時的なアクセスを取得するために引き受けることができるアイデンティティです。ユーザー、アプリケーション、またはサービスが IAMロールを引き受ける前に、ロールに切り替えるためのアクセス許可を付与する必要があります。ロールを引き受けると、以前のIAMロールで持っていた以前のアクセス許可をすべて放棄し、新しいロールのアクセス許可を引き受けます。

Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) は、データをオブジェクトとしてバケットに保存 AWS のサービス できる です。 Amazon S3 バケットは、無制限のストレージスペースを提供します。Amazon S3 バケット内のオブジェクトの最大サイズは 5 TB です。イメージ、動画、テキストファイル、バックアップファイル、ウェブサイトのメディアファイル、アーカイブされたドキュメント、Braket 量子タスク結果など、任意のタイプのファイルデータを Amazon S3 バケットにアップロードできます。