Amazon Braket シミュレーターの比較

このセクションでは、いくつかの概念、制限、ユースケースを説明して、量子タスクに最も適した Amazon Braket シミュレーターを選択するのに役立ちます。

ローカルシミュレーターとオンデマンドシミュレーターの選択 (SV1、DM1)

ローカルシミュレーターのパフォーマンスは、シミュレーターの実行に使用する Braket ノートブックインスタンスなどのローカル環境をホストするハードウェアによって異なります。オンデマンドシミュレーターは AWS クラウドで実行され、一般的なローカル環境を超えてスケールするように設計されています。オンデマンドシミュレーターは、より大きな回路用に最適化されていますが、量子タスクまたは量子タスクのバッチごとにレイテンシーオーバーヘッドが掛かります。これは、多くの量子タスクが関与する場合にはトレードオフを意味する可能性があります。これらの一般的なパフォーマンス特性を考慮すると、次のガイダンスは、ノイズのあるシミュレーションを含むシミュレーションの実行方法を選択するのに役立ちます。

シミュレーションの場合:

ノイズシミュレーションの場合:

状態ベクトルシミュレーターとは何ですか?

SV1 はユニバーサル状態ベクトルシミュレーターです。量子状態の全波動関数を格納し、ゲート演算を状態に順次適用します。それは、非常にありそうもないものであっても、すべての可能性を格納します。SV1 シミュレーターによる量子タスクの実行時間は、回路内のゲート数に比例して増大します。

密度マトリックスシミュレーターとは何ですか?

DM1 はノイズのある量子回路をシミュレートします。システムの全密度マトリックスを保存し、回路のゲートとノイズ演算を順次適用します。最終的な密度マトリックスには、回路の実行後の量子状態の完全な情報が含まれています。通常、実行時間は操作数に応じて直線的にスケールされ、qubits 数に応じて指数関数的にスケールされます。

各シミュレーターに最適な問題のタイプ

SV1 は、主に特定の数の qubits とゲートを持つことに依存する問題のクラスに適しています。一般的に、必要な時間はゲートの数に応じて直線的に増加しますが、 の数には依存しませんshots。

SV1 は、非常にありそうもないものであっても、実際にはすべての可能性をシミュレートするため、より高い qubit 数では遅くなる可能性があります。どの結果が出そうなのかを判断する方法はありません。したがって、30-qubit の評価では、SV1 は 2^30 の設定を計算する必要があります。Amazon Braket SV1 シミュレーターの 34 qubitsの制限は、メモリとストレージの制約による実際的な制約です。これは、「SV1 に 1 qubit を追加するたびに、問題は 2 倍難しくなる」と考えることができます。

DM1 は、ノイズのある回路のシミュレーションに最適です。回路に対するノイズの影響を調べるDM1必要がある場合や、アルゴリズムで密度マトリックス操作が必要な場合に使用します。ランタイムはオペレーションの数に応じて直線的にスケールされますが、 の数に応じて指数関数的にスケールされqubits、最大 17 の回路DM1に制限されますqubits。

同時実行

すべての Braket シミュレーターを使用すると、複数の回路を同時に実行できます。同時実行数の制限は、シミュレーターとリージョンによって異なります。同時実行数量の制限の詳細については、「Quotas」ページを参照してください。