使用 QuEra's Aquila 提交模拟节目 - Amazon Braket
Hamiltonian支架AHS程序架构braket AHS 任务结果架构QuEra 设备属性架构

本文属于机器翻译版本。若本译文内容与英语原文存在差异，则一律以英文原文为准。

使用 QuEra's Aquila 提交模拟节目

本页提供了有关功能的全面文档 Aquila 机器来自 QuEra。 此处涵盖的详细信息如下：1) 参数化哈密顿量模拟 Aquila，2) AHS 程序参数，3) AHS 结果内容，4) Aquila 能力参数。我们建议使用 Ctrl+F 文本搜索来查找与您的问题相关的参数。

Hamiltonian

这些区域有：Aquila 机器来自 QuEra 本机模拟以下（与时间有关的）哈密顿量程：

数学方程，其求和表示系统的哈密顿函数，包括驱动、局部失谐和点间耦合项。
注意

访问本地失谐是一项实验性功能，可通过 Braket Direct 申请获得。

其中

  • H drive,k (t) =( 1/2Ω (t) e i( t) e i( t) S −,k + 1/2Ω (t) e −i( t) S) + (−Δ global (t+,k​) n)，k

    • Ω (t) 是随时间变化的全局驱动振幅（又名 Rabi 频率），单位为（rad/s）

    • (t) 是随时间变化的全局相位，以弧度为单位

    • S −,k​ 和 S +,k 是原子 k 的自旋降低和升高运算符（在基础上 |↓⟩=|gε，|↑=|rε，它们是 S =|gêr|，S =( S−) † =|rúg|) + −

    • ΔT global (t) 是随时间变化的全局失调

    • n k 是原子 k 的里德伯格状态的投影运算符（即 n=|rr|）

  • H local detuning,k (t) =-Δ local A (t) h n k k

    • ΔT local (t) 是局部频移的时变因子，单位为 (rad/s)

    • h k 是与地点相关的因子，是一个介于 0.0 和 1.0 之间的无量纲数

  • V vdw,k,l =C6​/(dk,l) 6 n k nl，

    • C 6 是范德华系数，单位为 (rad/s) * (m) ^6

    • d k,l 是原子 k 和 l 之间的欧几里得距离，以米为单位。

用户可以通过 Braket AHS 程序架构控制以下参数。

  • 二维原子排列（每个原子 k 的 x k 和 y k 坐标，以 um 为单位），它控制成对原子距离 d 和 k,l​ k，l=1,2，... N

  • Ω (t)，随时间变化的全局 Rabi 频率，单位为 (rad/s)

  • (t)，随时间变化的全局相位，单位为 (rad)

  • ΔT global (t)，随时间变化的全局失调，单位为 (rad/s)

  • ΔT local (t)，局部失谐幅度的随时间变化（全局）因子，单位为 (rad/s)

  • hk，局部失谐幅度的（静态）与地点相关的因子，介于 0.0 和 1.0 之间的无量纲数字

注意

用户无法控制涉及哪些级别（即 S −、S、n 运算符是固定的）+​，也无法控制 Rydberg-Rydberg 交互系数 (C) 的强度。6

支架AHS程序架构

braket.ir.ahs.program_v1.Program 对象（示例）

Program(
    braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
        name='braket.ir.ahs.program',
        version='1'
    ),
    setup=Setup(
        ahs_register=AtomArrangement(
            sites=[
                [Decimal('0'), Decimal('0')],
                [Decimal('0'), Decimal('4e-6')],
                [Decimal('4e-6'), Decimal('0')],
            ],
            filling=[1, 1, 1]
        )
    ),
    hamiltonian=Hamiltonian(
        drivingFields=[
            DrivingField(
                amplitude=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('15700000.0'), Decimal('15700000.0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001'), Decimal('0.000002'), Decimal('0.000003')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                ),
                phase=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                ),
                detuning=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('-54000000.0'), Decimal('54000000.0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                )
            )
        ],
        localDetuning=[
            LocalDetuning(
                magnitude=PhysicalField(
                    times_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('25000000.0'), Decimal('25000000.0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001'), Decimal('0.000002'), Decimal('0.000003')]
                    ),
                    pattern=Pattern([Decimal('0.8'), Decimal('1.0'), Decimal('0.9')])
                )
            )
        ]
    )
)

JSON（示例）

{
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.ir.ahs.program",
        "version": "1"
    },
    "setup": {
        "ahs_register": {
            "sites": [
                [0E-7, 0E-7], 
                [0E-7, 4E-6],
                [4E-6, 0E-7],
            ],
            "filling": [1, 1, 1]
        }
    },
    "hamiltonian": {
        "drivingFields": [
            {
                "amplitude": {
                    "time_series": {
                        "values": [0.0, 15700000.0, 15700000.0, 0.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000, 0.000002000, 0.000003000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                },
                "phase": {
                    "time_series": {
                        "values": [0E-7, 0E-7],
                        "times": [0E-9, 0.000001000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                },
                "detuning": {
                    "time_series": {
                        "values": [-54000000.0, 54000000.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                }
            }
        ],
        "localDetuning": [
            {
                "magnitude": {
                    "time_series": {
                        "values": [0.0, 25000000.0, 25000000.0, 0.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000, 0.000002000, 0.000003000]
                    },
                    "pattern": [0.8, 1.0, 0.9]
                }
            }
        ]
    }
}
主要领域
程序字段 type description

设置.ahs_register.sites

列表 [列表 [十进制]]

镊子捕获原子的二维坐标清单

设置.ahs_register.filling

列表 [int]

用 1 标记占据陷阱位点的原子，用 0 标记占据空位点的原子

汉密尔顿的。 drivingFields[] .amplitude.time_series.times

列表 [十进制]

驱动振幅的时间点，欧米茄 (t)

汉密尔顿的。 drivingFields[] .amplitude.time_series.values

列表 [十进制]

驱动振幅值，欧米茄 (t)

汉密尔顿的。 drivingFields[] .amplitude.pattern

str

驱动振幅的空间模式，Omega (t)；必须是 “均匀的”

汉密尔顿的。 drivingFields[] .phase.time_series.times

列表 [十进制]

驾驶阶段的时间点，phi (t)

汉密尔顿的。 drivingFields[] .phase.time_series.values

列表 [十进制]

驱动阶段的值，phi (t)

汉密尔顿的。 drivingFields[] .phase.pattern

str

驾驶阶段的空间模式，phi (t)；必须是 “均匀的”

汉密尔顿的。 drivingFields[] .detuning.time_series.times

列表 [十进制]

驾驶失调的时间点，delta_Global (t)

汉密尔顿的。 drivingFields[] .detuning.time_series.values

列表 [十进制]

驱动失调的值，delta_Global (t)

汉密尔顿的。 drivingFields[] .detuning.pattern

str

驾驶失调的空间模式，delta_Global (t)；必须是 “均匀的”

汉密尔顿的。 localDetuning[] .magnitude.time_series.times

列表 [十进制]

局部失谐幅度的时变因子 delta_Local (t) 的时间点

汉密尔顿的。 localDetuning[] .magnitude.time_series.values

列表 [十进制]

局部失谐幅度的时变因子值 delta_Local (t)

汉密尔顿的。 localDetuning[] .magnitude.pattern

列表 [十进制]

局部失谐幅度的站点相关因子 h_k（值对应于 setup.ahs_register.sites 中的站点）
元数据字段
程序字段 type description

braketSchemaHeader.name

str

架构的名称；必须是 'braket.ir.ahs.program'

braketSchemaHeader. 版本

str

架构的版本

braket AHS 任务结果架构

braket.tasks.analog_hamiltonian_simulation_quantum_task_result AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult（示例）

AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(
    task_metadata=TaskMetadata(
        braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
            name='braket.task_result.task_metadata',
            version='1'
        ),
        id='arn:aws:braket:us-east-1:123456789012:quantum-task/12345678-90ab-cdef-1234-567890abcdef',
        shots=2,
        deviceId='arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/quera/Aquila',
        deviceParameters=None,
        createdAt='2022-10-25T20:59:10.788Z',
        endedAt='2022-10-25T21:00:58.218Z',
        status='COMPLETED',
        failureReason=None
    ),
    measurements=[
        ShotResult(
            status=<AnalogHamiltonianSimulationShotStatus.SUCCESS: 'Success'>,

            pre_sequence=array([1, 1, 1, 1]),
            post_sequence=array([0, 1, 1, 1])
        ),

        ShotResult(
            status=<AnalogHamiltonianSimulationShotStatus.SUCCESS: 'Success'>,

            pre_sequence=array([1, 1, 0, 1]),
            post_sequence=array([1, 0, 0, 0])
        )
    ]
)

JSON（示例）

{
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result",
        "version": "1"
    },
    "taskMetadata": {
        "braketSchemaHeader": {
            "name": "braket.task_result.task_metadata",
            "version": "1"
        },
        "id": "arn:aws:braket:us-east-1:123456789012:quantum-task/12345678-90ab-cdef-1234-567890abcdef",
        "shots": 2,
        "deviceId": "arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/quera/Aquila",

        "createdAt": "2022-10-25T20:59:10.788Z",
        "endedAt": "2022-10-25T21:00:58.218Z",
        "status": "COMPLETED"

    },
    "measurements": [
        {
            "shotMetadata": {"shotStatus": "Success"},
            "shotResult": {
                "preSequence": [1, 1, 1, 1],
                "postSequence": [0, 1, 1, 1]
            }
        },
        {
            "shotMetadata": {"shotStatus": "Success"},
            "shotResult": {
                "preSequence": [1, 1, 0, 1],
                "postSequence": [1, 0, 0, 0]
            }
        }
    ],
    "additionalMetadata": {
        "action": {...}
        "queraMetadata": {
            "braketSchemaHeader": {
                "name": "braket.task_result.quera_metadata",
                "version": "1"
            },
            "numSuccessfulShots": 100
        }
    }
}
主要领域
任务结果字段 type description

测量 []。 shotResult。 preSequence

列表 [int]

每次射击的预序测量位（每个原子位点一个）：如果位点为空，则为 0，如果位点已填满，则为 1，在运行量子进化的脉冲序列之前测量

测量 []。 shotResult。 postSequence

列表 [int]

每次射击的序列后测量位：如果原子处于里德伯格状态或位点为空，则为 0；如果原子处于基态，则为 1，在运行量子进化的脉冲序列末尾测量
元数据字段
任务结果字段 type description

braketSchemaHeader.name

str

架构的名称；必须是 “braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result.result”

braketSchemaHeader. 版本

str

架构的版本

taskMetadata。 braketSchemaHeader.name

str

架构的名称；必须是 “braket.task_result.task_metadata”

taskMetadata。 braketSchemaHeader. 版本

str

架构的版本

taskMetadata.id

str

量子任务的 ID。对于 AWS 量子任务，这是量子任务ARN。

taskMetadata. shots

int

量子任务的镜头数量

taskMetadata.shots。 deviceId

str

运行量子任务的设备的 ID。对于 AWS 设备，这是设备ARN。

taskMetadata.shots。 createdAt

str

创建的时间戳；格式必须为 ISO -8601/ 字符串格式-MM--RFC3339: mm: ss.sssz。YYYY DDTHH默认为 “无”。

taskMetadata.shots。 endedAt

str

量子任务结束的时间戳；格式必须为 ISO -8601/ 字符串格式-MM--RFC3339: mm: ss.sssz。YYYY DDTHH默认为 “无”。

taskMetadata.shots.status

str

量子任务的状态（CREATED、QUEUED、RUNNING、COMPLETED、FAILED）。默认为 “无”。

taskMetadata.shots。 failureReason

str

量子任务的失败原因。默认为 “无”。

additionalMetadata. action

braket.ir.ahs.program_v1.Program

（请参阅 Braket AHS 程序架构部分）

additionalMetadata. action。 braketSchemaHeader。 queraMetadata.name

str

架构的名称；必须是 “braket.task_result.quera_metadata”

additionalMetadata. action。 braketSchemaHeader。 queraMetadata. 版本

str

架构的版本

additionalMetadata. action。 numSuccessfulShots

int

完全成功拍摄的次数；必须等于请求的拍摄次数

测量 []。 shotMetadata。 shotStatus

int

镜头的状态（成功、部分成功、失败）；必须为 “成功”

QuEra 设备属性架构

braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities_v1。 QueraDeviceCapabilities（示例）

QueraDeviceCapabilities(
    service=DeviceServiceProperties(
        braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
            name='braket.device_schema.device_service_properties', 
            version='1'
            ), 
            executionWindows=[
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.MONDAY: 'Monday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(1, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(23, 59, 59)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.TUESDAY: 'Tuesday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(12, 0)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.WEDNESDAY: 'Wednesday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(12, 0)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.FRIDAY: 'Friday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(23, 59, 59)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.SATURDAY: 'Saturday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(23, 59, 59)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.SUNDAY: 'Sunday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(12, 0)
                )
            ], 
            shotsRange=(1, 1000), 
            deviceCost=DeviceCost(
                price=0.01, 
                unit='shot'
            ), 
            deviceDocumentation=
                DeviceDocumentation(
                    imageUrl='https://a.b.cdn.console.awsstatic.com/59534b58c709fc239521ef866db9ea3f1aba73ad3ebcf60c23914ad8c5c5c878/a6cfc6fca26cf1c2e1c6.png', 
                    summary='Analog quantum processor based on neutral atom arrays', 
                    externalDocumentationUrl='https://www.quera.com/aquila'
                ), 
                deviceLocation='Boston, USA', 
                updatedAt=datetime.datetime(2024, 1, 22, 12, 0, tzinfo=datetime.timezone.utc), 
                getTaskPollIntervalMillis=None
    ), 
    action={
        <DeviceActionType.AHS: 'braket.ir.ahs.program'>: DeviceActionProperties(
                version=['1'], 
                actionType=<DeviceActionType.AHS: 'braket.ir.ahs.program'>
            )
    }, 
    deviceParameters={}, 
    braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
        name='braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities', 
        version='1'
    ), 
    paradigm=QueraAhsParadigmProperties(
        ...
        # See https://github.com/amazon-braket/amazon-braket-schemas-python/blob/main/src/braket/device_schema/quera/quera_ahs_paradigm_properties_v1.py
        ...
    )  
)

JSON（示例）

{
    "service": {
        "braketSchemaHeader": {
            "name": "braket.device_schema.device_service_properties",
            "version": "1"
        },
        "executionWindows": [
            {
                "executionDay": "Monday",
                "windowStartHour": "01:00:00",
                "windowEndHour": "23:59:59"
            },
            {
                "executionDay": "Tuesday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "12:00:00"
            },
            {
                "executionDay": "Wednesday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "12:00:00"
            },
            {
                "executionDay": "Friday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "23:59:59"
            },
            {
                "executionDay": "Saturday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "23:59:59"
            },
            {
                "executionDay": "Sunday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "12:00:00"
            }
        ],
        "shotsRange": [
            1,
            1000
        ],
        "deviceCost": {
            "price": 0.01,
            "unit": "shot"
        },
        "deviceDocumentation": {
            "imageUrl": "https://a.b.cdn.console.awsstatic.com/59534b58c709fc239521ef866db9ea3f1aba73ad3ebcf60c23914ad8c5c5c878/a6cfc6fca26cf1c2e1c6.png",
            "summary": "Analog quantum processor based on neutral atom arrays",
            "externalDocumentationUrl": "https://www.quera.com/aquila"
        },
        "deviceLocation": "Boston, USA",
        "updatedAt": "2024-01-22T12:00:00+00:00"
    },
    "action": {
        "braket.ir.ahs.program": {
            "version": [
                "1"
            ],
            "actionType": "braket.ir.ahs.program"
        }
    },
    "deviceParameters": {},
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities",
        "version": "1"
    },
    "paradigm": {
        ...
        # See Aquila device page > "Calibration" tab > "JSON" page
        ...
    }
}
服务属性字段
服务属性字段 type description

服务。 executionWindows[]。 executionDay

ExecutionDay

执行窗口的天数；必须是 “每天”、“工作日”、“周末”、“星期一”、“星期二”、“星期三”、“星期四”、“星期五”、“星期六” 或 “星期日”

服务。 executionWindows[]。 windowStartHour

datetime.time

UTC执行窗口开始时间的 24 小时格式

服务。 executionWindows[]。 windowEndHour

datetime.time

UTC执行窗口结束时间的 24 小时格式

service.qpu_capabilities.service。 shotsRange

元组 [整数，整数]

设备的最小和最大拍摄次数

service.qpu_capabilities.service。 deviceCost.price

float

设备价格（以美元计）

service.qpu_capabilities.service。 deviceCost.unit

str

计费单位，例如：“分钟”、“小时”、“拍摄”、“任务”
元数据字段
元数据字段 type description

操作 [] .version

str

AHS程序架构的版本

行动 []。 actionType

ActionType

AHS程序架构名称；必须是 'braket.ir.ahs.program'

服务。 braketSchemaHeader.name

str

架构的名称；必须是 “braket.device_schema.device_service_properties”

服务。 braketSchemaHeader. 版本

str

架构的版本

服务。 deviceDocumentation。 imageUrl

str

URL获取设备的图像

服务。 deviceDocumentation. 摘要

str

设备上的简要描述

服务。 deviceDocumentation。 externalDocumentationUrl

str

外部文档 URL

服务。 deviceLocation

str

设备的地理位置

服务。 updatedAt

datetime

上次更新设备属性的时间