使用 QuEra Aquila 提交類比程式 - Amazon Braket
漢密爾頓文Braket AHS程式結構描述Braket AHS任務結果結構描述QuEra 裝置屬性結構描述

本文為英文版的機器翻譯版本，如內容有任何歧義或不一致之處，概以英文版為準。

使用 QuEra Aquila 提交類比程式

此頁面提供有關 功能的完整文件 Aquila 來自 的機器 QuEra。 此處涵蓋的詳細資訊如下：1) 由 模擬的參數化漢密爾頓文 Aquila、2) AHS程式參數、3) AHS結果內容、4) Aquila 功能參數。我們建議您使用 Ctrl+F 文字搜尋來尋找與您的問題相關的參數。

漢密爾頓文

所以此 Aquila 來自 的機器 QuEra 原生模擬下列 （時間相依） 漢密爾頓文：

數學方程式，其總和代表系統的漢密爾頓，涉及驅動、本機調整和點間耦合詞彙。
注意

存取本機微調是一種實驗性功能，可透過 Braket Direct 請求取得。

where

  • Hdrive,k(t)=( 1/2 Ω(t)eiφ(t)S−,k+ 1/2 Ω(t)e−iφ(t) S+,k​) + (−globalΔ(t)nk)，

    • Ω(t) 是時間相依的全域駕駛振幅 （也稱為 Rabi 頻率），單位為 (rad / s)

    • φ(t) 是時間相依的全域階段，以弧度為單位

    • S−,k​ 和 S +,k是 atom k 的旋轉下降和提升運算子 （以 為基礎 |↓⟩=|g⟩、|↑⟩=|r⟩，它們是 S−=|g⟩⟨r|、S+=(S−)†=|r⟩⟨g|)

    • globalΔ(t) 是時間相依的全域調整

    • nk 是 atom k 之 Rydberg 狀態的投影運算子 （即 n=|r⟩⟨r|)

  • Hlocal detuning,k(t)=-localΔ(t)h knk

    • localΔ(t) 是本機頻率轉移的時間相依因素，單位為 (rad / s)

    • hk 是與網站相關的因素，無維度數字介於 0.0 和 1.0 之間

  • Vvdw,k,l=C6​/(dk,l)6nknl，

    • 6Cis van der Waals 係數，單位為 (rad / s) * (m)^6

    • dk,l 是 atom k 和 l 之間的歐克里代斯距離，以公尺為單位。

使用者可以透過 Braket AHS程式結構描述控制下列參數。

  • 2-d 原子排列 （每個原子 k 的 x k和 kycoordinates，以 um 為單位），以 k、l=1、2、...N 控制成對原子距離 dk,l​

  • 以 (rad / s) 為單位的時間相依性全域 Rabi 頻率 Ω(t)

  • φ(t)，時間相依的全域階段，單位為 (rad)

  • globalΔ(t)，時間相依性、全域調整，單位為 (rad / s)

  • localΔ(t)，局部調整幅度的時間相依性 （全域） 係數，單位為 (rad / s)

  • hk，局部調整幅度的 （靜態） 網站相依因素，無維度數字介於 0.0 和 1.0 之間

注意

使用者無法控制涉及的關卡 （即 S−、S+​、n 運算子固定） 或 Rydberg-Rydberg 互動係數 (C6) 的強度。

Braket AHS程式結構描述

braket.ir.ahs.program_v1.Program 物件 （範例）

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 （範例）

{
    "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]
                }
            }
        ]
    }
}
主要欄位
程式欄位 type description

setup.ahs_register.sites

List【List【Decimal】】

鑷子捕捉原子的 2-d 座標清單

setup.ahs_register.filling

List【int】

使用 1 標記佔用陷阱站點的原子，並使用 0 標記空站點

hamiltonian.drivingFields【】.amplitude.time_series.times

List【Decimal】

驅動振幅的時間點，Omega(t)

hamiltonian.drivingFields【】.amplitude.time_series.values

List【Decimal】

驅動振幅的值，Omega(t)

hamiltonian.drivingFields【】.amplitude.pattern

str

驅動振幅的空間模式，Omega(t)；必須是 '統一'

hamiltonian.drivingFields【】.phase.time_series.times

List【Decimal】

駕駛階段的時間點，phi(t)

hamiltonian.drivingFields【】.phase.time_series.values

List【Decimal】

駕駛階段的值，phi(t)

hamiltonian.drivingFields【】.phase.pattern

str

駕駛階段的空間模式，phi(t)；必須是 '統一'

hamiltonian.drivingFields【】.detuning.time_series.times

List【Decimal】

駕駛偏離的時間點，Delta_global(t)

hamiltonian.drivingFields【】.detuning.time_series.values

List【Decimal】

驅動調整的值，Delta_global(t)

hamiltonian.drivingFields【】.detuning.pattern

str

Delta_global(t)，駕駛偏離的空間模式；必須是 'uniform'

hamiltonian.localDetuning【】.magnitude.time_series.times

List【Decimal】

Delta_local(t) 本機調整幅度的時間相依因素時間點

hamiltonian.localDetuning【】.magnitude.time_series.values

List【Decimal】

Delta_local(t) 本機調整幅度的時間相依因素值

hamiltonian.localDetuning【】.magnitude.pattern

List【Decimal】

本機調整幅度的站點相依因素，h_k （值對應於 setup.ahs_register.sites 中的站點）
中繼資料欄位
程式欄位 type description

braketSchemaHeader.name

str

結構描述的名稱；必須是 'braket.ir.ahs.program'

braketSchemaHeader.version

str

結構描述的版本

Braket AHS任務結果結構描述

braket.tasks.analog_hamiltonian_simulation_quantum_task_result。AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult（範例）

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 （範例）

{
    "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
        }
    }
}
主要欄位
任務結果欄位 type description

measurement【】shotResult。preSequence

List【int】

每個鏡頭的序列前測量位元 （每個原子站點一個）：如果站點為空，則為 0；如果站點已填滿，則為 1；在執行量子演進的脈衝序列之前測量

measurement【】shotResult。postSequence

List【int】

每個鏡頭的序列後測量位元：如果原子處於 Rydberg 狀態或站點為空，則為 0；如果原子處於接地狀態，則為 1，在執行量子演進的脈衝序列結束時測量
中繼資料欄位
任務結果欄位 type description

braketSchemaHeader.name

str

結構描述的名稱；必須是 'braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result'

braketSchemaHeader.version

str

結構描述的版本

taskMetadata.braketSchemaHeader.name

str

結構描述的名稱；必須是 ‘braket.task_result.task_metadata'

taskMetadata.braketSchemaHeader.version

str

結構描述的版本

taskMetadata.id

str

量子任務的 ID。對於 AWS 量子任務，這是量子任務 ARN。

taskMetadata.shots

int

量子任務的鏡頭數量

taskMetadata.shots。deviceId

str

執行量子任務的裝置 ID。對於 AWS 裝置，這是裝置 ARN。

taskMetadata.shots。createdAt

str

建立的時間戳記；格式必須是 ISO-8601/RFC3339 string format YYYY-MM-DDTHH：mm：ss.sssZ。預設為無。

taskMetadata.shots。endedAt

str

量子任務結束時的時間戳記；格式必須為 ISO-8601/RFC3339 string format YYYY-MM-DDTHH：mm：ss.sssZ。預設為無。

taskMetadata.shots.status

str

量子任務的狀態 (CREATED、QUEUED、RUNNING、COMPLETED、FAILED)。預設為無。

taskMetadata.shots。failureReason

str

量子任務的失敗原因。預設為無。

additionalMetadata.action

braket.ir.ahs.program_v1.Program

（請參閱 Braket AHS程式結構描述一節）

additionalMetadata.action.braketSchemaHeaderqueraMetadata.name

str

結構描述的名稱；必須是 'braket.task_result.quera_metadata'

additionalMetadata.action.braketSchemaHeaderqueraMetadata.version

str

結構描述的版本

additionalMetadata.action。numSuccessfulShots

int

完全成功的拍攝次數；必須等於請求的拍攝次數

measurement【】shotMetadata。shotStatus

int

拍攝狀態 （成功、部分成功、失敗）；必須為「成功」

QuEra 裝置屬性結構描述

braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities_v1.QueraDeviceCapabilities （範例）

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 （範例）

{
    "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
        ...
    }
}
服務屬性欄位
服務屬性欄位 type description

service.executionWindows【】。executionDay

ExecutionDay

執行時段的天數；必須是「每天」、「工作日」、「週末」、「星期一」、「星期二」、「星期三」、星期四」、「星期五」、「星期六」或「星期日」

service.executionWindows【】。windowStartHour

datetime.time

UTC 24 小時格式的執行時段啟動時間

service.executionWindows【】。windowEndHour

datetime.time

UTC 執行時段結束時的 24 小時格式

service.qpu_capabilities.service。shotsRange

Tuple【int、int】

裝置的拍攝數量下限和上限

service.qpu_capabilities.service.deviceCost.price

float

以美元為單位的裝置價格

service.qpu_capabilities.service.deviceCost.unit

str

收取價格的單位，例如 'minute'、'hour'、'shot'、'task'
中繼資料欄位
中繼資料欄位 type description

action【】.version

str

AHS 程式結構描述的版本

action【】。actionType

ActionType

AHS 程式結構描述名稱；必須是 'braket.ir.ahs.program'

service.braketSchemaHeader.name

str

結構描述的名稱；必須是 'braket.device_schema.device_service_properties'

service.braketSchemaHeader.version

str

結構描述的版本

服務.deviceDocumentation.imageUrl

str

URL 適用於裝置的映像

service.deviceDocumentation.summary

str

裝置上的簡短描述

服務.deviceDocumentation.externalDocumentationUrl

str

外部文件 URL

服務。deviceLocation

str

裝置所在的地理位置

服務。updatedAt

datetime

上次更新裝置屬性的時間