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Erkunden Sie experimentelle Möglichkeiten
Um Ihre Forschungsarbeit voranzutreiben, ist es wichtig, Zugang zu neuen innovativen Funktionen zu erhalten. Mit Braket Direct können Sie direkt in der Braket-Konsole Zugriff auf verfügbare experimentelle Funktionen wie neue Quantengeräte mit begrenzter Verfügbarkeit oder Softwarefunktionen beantragen.
Um Zugriff auf experimentelle Funktionen zu beantragen:
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Navigieren Sie zur Amazon Braket-Konsole und wählen Sie im linken Menü Braket Direct aus. Navigieren Sie dann zum Abschnitt Experimentelle Funktionen.
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Wählen Sie Get Access und geben Sie die angeforderten Informationen ein.
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Geben Sie Einzelheiten zum Workload an und geben Sie an, wo Sie diese Funktion nutzen möchten.
In diesem Abschnitt:
Zugriff auf die lokale Abstimmung auf Aquila QuEra
Local Detuning (LD) ist ein neues, zeitabhängiges Kontrollfeld mit einem anpassbaren räumlichen Muster. Das LD-Feld beeinflusst Qubits nach einem anpassbaren räumlichen Muster. Dabei werden für verschiedene Qubits unterschiedliche Hamiltonianer realisiert, die über das hinausgehen, was das einheitliche Antriebsfeld und die Rydberg-Rydberg-Wechselwirkung erzeugen können.
Einschränkungen:
Das räumliche Muster des lokalen Verstimmungsfeldes ist für jedes AHS-Programm anpassbar, aber es ist im Laufe eines Programms konstant. Die Zeitreihe des lokalen Verstimmungsfeldes muss bei Null beginnen und enden, wobei alle Werte kleiner oder gleich Null sein müssen. Darüber hinaus sind die Parameter des Felds für die lokale Abstimmung durch numerische Beschränkungen begrenzt, die über das Braket-SDK im Abschnitt mit den spezifischen Geräteeigenschaften - eingesehen werden können. aquila_device.properties.paradigm.rydberg.rydbergLocal
Einschränkungen:
Bei der Ausführung von Quantenprogrammen, die das lokale Verstimmungsfeld verwenden (auch wenn dessen Größe im Hamiltonschen Wert konstant auf Null gesetzt ist), dekohärent das Gerät schneller als die T2-Zeit, die im Abschnitt „Leistung“ der Eigenschaften von Aquila angegeben ist. Wenn dies nicht erforderlich ist, empfiehlt es sich, das lokale Verstimmungsfeld aus dem Hamilton-Wert des AHS-Programms wegzulassen.
Beispiele:
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Simulation der Wirkung eines ungleichmäßigen Longitudinalmagnetfeldes in Spinsystemen
Während Amplitude und Phase des treibenden Feldes dieselbe Wirkung auf die Qubits haben wie das transversale Magnetfeld auf Spins, erzeugt die Summe der Verstimmung des treibenden Feldes und der lokalen Verstimmung auf die Qubits den gleichen Effekt wie das Längsfeld auf Spins. Durch die räumliche Kontrolle über das lokale Verstimmungsfeld können komplexere Spinsysteme simuliert werden.
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Vorbereitung von Anfangszuständen, die nicht im Gleichgewicht sind
Das Beispielheft Simulation der Gittereichtheorie mit Rydberg-Atomen
zeigt, wie verhindert werden kann, dass das Zentralatom einer linearen Anordnung mit 9 Atomen angeregt wird, wenn das System in Richtung der Z2-geordneten Phase geglüht wird. Nach dem Vorbereitungsschritt wird das lokale Verstimmungsfeld heruntergefahren, und das AHS-Programm simuliert weiterhin die zeitliche Entwicklung des Systems ausgehend von diesem speziellen Nichtgleichgewichtszustand. -
Lösung gewichteter Optimierungsprobleme
Das Beispiel-Notizbuch Maximum Weight Independent Set
(MWIS) zeigt, wie ein MWIS-Problem auf Aquila gelöst werden kann. Das lokale Detuning-Feld wird verwendet, um die Gewichte auf den Knoten des Einheitenscheibengraphen zu definieren, deren Kanten durch den Rybderg-Blockage-Effekt realisiert werden. Ausgehend vom einheitlichen Grundzustand und allmählicher Erhöhung des lokalen Verstimmungsfeldes geht das System in den Grundzustand des MWIS-Hamiltonian über, um Lösungen für das Problem zu finden.
Zugang zu hohen Geometrien auf Aquila QuEra
Mit der Funktion für hohe Geometrien können Sie Geometrien mit größerer Höhe angeben. Mit dieser Funktion können sich die Atomanordnungen Ihrer AHS-Programme über eine zusätzliche Länge in Y-Richtung erstrecken, die über die regulären Funktionen von Aquila hinausgeht.
Einschränkungen:
Die maximale Höhe für hohe Geometrien beträgt 0,000128 m (128 um).
Einschränkungen:
Wenn diese experimentelle Funktion für Ihr Konto aktiviert ist, entsprechen die Funktionen, die auf der Seite mit den Geräteeigenschaften und dem GetDevice Anruf angezeigt werden, weiterhin der reguläre untere Grenzwert für die Körpergröße. Wenn ein AHS-Programm Atom-Anordnungen verwendet, die über die regulären Funktionen hinausgehen, ist davon auszugehen, dass der Füllfehler zunimmt. Sie werden im pre_sequence Teil des Aufgabenergebnisses eine erhöhte Anzahl unerwarteter Nullen finden, was wiederum die Wahrscheinlichkeit verringert, eine perfekt initialisierte Anordnung zu erhalten. Dieser Effekt ist in Reihen mit vielen Atomen am stärksten.
Beispiele:
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Größere 1D- und Quasi-1D-Anordnungen
Atomketten und leiterartige Anordnungen können auf höhere Atomzahlen erweitert werden. Durch die Ausrichtung der langen Richtung parallel zu y können längere Instanzen dieser Modelle programmiert werden.
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Mehr Spielraum für das Multiplexen bei der Ausführung von Aufgaben mit kleinen Geometrien
Das Beispiel-Notizbuch Parallele Quantenaufgaben auf Aquila
zeigt, wie man den verfügbaren Bereich optimal nutzt: indem man gemultiplexte Kopien der fraglichen Geometrie in einer Atomanordnung platziert. Je mehr Fläche zur Verfügung steht, desto mehr Kopien können platziert werden.
Zugang zu engen Geometrien auf Aquila QuEra
Mit der Funktion für enge Geometrien können Sie Geometrien mit kürzeren Abständen zwischen benachbarten Zeilen angeben. In einem AHS-Programm werden Atome in Reihen angeordnet, die durch einen minimalen vertikalen Abstand voneinander getrennt sind. Die Y-Koordinate zweier beliebiger Atompositionen muss entweder Null sein (gleiche Reihe) oder sich um mehr als den minimalen Zeilenabstand (unterschiedliche Reihe) unterscheiden. Durch die Möglichkeit enger Geometrien wird der minimale Reihenabstand reduziert, wodurch engere Atomanordnungen möglich sind. Diese Erweiterung ändert zwar nichts an der euklidischen Mindestabstandsanforderung zwischen Atomen, ermöglicht aber die Erzeugung von Gittern, bei denen entfernte Atome benachbarte Reihen besetzen, die näher beieinander liegen. Ein bemerkenswertes Beispiel ist das Dreiecksgitter.
Einschränkungen:
Der minimale Reihenabstand für enge Geometrien beträgt 0,000002 m (2 um).
Einschränkungen:
Wenn diese experimentelle Funktion für Ihr Konto aktiviert ist, entsprechen die Funktionen, die auf der Seite mit den Geräteeigenschaften und dem GetDevice Anruf angezeigt werden, weiterhin der reguläre, untere Grenzwert für die Körpergröße. Wenn ein AHS-Programm Atom-Anordnungen verwendet, die über die regulären Funktionen hinausgehen, ist davon auszugehen, dass der Füllfehler zunimmt. Kunden werden im pre_sequence Teil des Aufgabenergebnisses eine erhöhte Anzahl unerwarteter Nullen feststellen, was wiederum die Wahrscheinlichkeit verringert, ein perfekt initialisiertes Arrangement zu erhalten. Dieser Effekt ist in Reihen mit vielen Atomen am stärksten.
Beispiele:
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Nicht rechteckige Gitter mit kleinen Gitterkonstanten
Ein engerer Zeilenabstand ermöglicht die Bildung von Gittern, bei denen sich die nächsten Nachbarn einiger Atome in diagonaler Richtung befinden. Bemerkenswerte Beispiele sind dreieckige, sechseckige und Kagome-Gitter sowie einige Quasikristalle.
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Einstellbare Familie von Gittern
In AHS-Programmen werden Interaktionen durch Anpassung des Abstands zwischen Atompaaren abgestimmt. Ein engerer Reihenabstand ermöglicht es, die Wechselwirkungen verschiedener Atompaare relativ zueinander mit größerer Freiheit abzustimmen, da die Winkel und Abstände, die die Atomstruktur definieren, weniger durch die minimale Reihenabstandsbeschränkung begrenzt sind. Ein bemerkenswertes Beispiel ist die Familie der Shastry-Sutherland-Gitter mit unterschiedlichen Bindungslängen.
Zugriff auf dynamische Schaltungen auf IQM-Geräten
Dynamische Schaltungen an IQM Geräten ermöglichen Messungen im mittleren Schaltkreis (MCM) und Feed-Forward-Operationen. Diese Funktionen ermöglichen es Quantenforschern und Entwicklern, fortschrittliche Quantenalgorithmen mit bedingter Logik und Funktionen zur Wiederverwendung von Qubits zu implementieren. Diese experimentelle Funktion hilft bei der Erforschung von Quantenalgorithmen mit verbesserter Ressourceneffizienz und bei der Untersuchung von Schemata zur Minderung und Fehlerkorrektur im Bereich Quantenfehler.
Die wichtigsten Anweisungen:
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measure_ff: Implementiert Messungen zur Feed-Forward-Steuerung, wobei ein Qubit gemessen und das Ergebnis mit einem Feedback-Schlüssel gespeichert wird. -
cc_prx: Implementiert eine klassisch gesteuerte Rotation, die nur gilt, wenn das mit dem angegebenen Feedback-Schlüssel verknüpfte Ergebnis einen Zustand von |1⟩ misst.
Amazon Braket unterstützt dynamische Schaltungen durch OpenQASMAmazon Braket SDK, die und dieAmazon Braket Qiskit Provider.
Einschränkungen:
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Die Feedback-Schlüssel in den
measure_ffAnweisungen müssen eindeutig sein. -
Ein
cc_prxmuss danachmeasure_ffmit demselben Feedback-Schlüssel passieren. -
In einem einzigen Stromkreis kann die Feed-Forward-Übertragung auf einem Qubit nur von einem Qubit gesteuert werden, entweder von ihm selbst oder von einem anderen Qubit. In verschiedenen Schaltungen können Sie unterschiedliche Steuerpaare haben.
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Wenn Qubit 1 beispielsweise von Qubit 2 gesteuert wird, kann es nicht von Qubit 3 in derselben Schaltung gesteuert werden. Es gibt keine Beschränkung, wie oft die Steuerung zwischen Qubit 1 und Qubit 2 angewendet wird. Qubit 2 kann durch Qubit 3 (oder Qubit 1) gesteuert werden, es sei denn, Qubit 2 wurde aktiv zurückgesetzt.
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Die Steuerung kann nur auf Qubits innerhalb derselben Gruppe angewendet werden.
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Programme mit diesen Fähigkeiten müssen als unveränderte Programme eingereicht werden. Weitere Informationen zu verbatim-Programmen finden Sie unter Verbatim-Kompilierung mit OpenQASM 3.0.
Einschränkungen:
Derzeit kann MCM nur für die Feed-Forward-Steuerung in einem Programm verwendet werden. Die MCM-Ergebnisse (0 oder 1) werden nicht als Teil eines Aufgabenergebnisses zurückgegeben.
Beispiele:
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Wiederverwendung von Qubits durch aktiven Reset
MCM mit bedingten Reset-Operationen ermöglicht die Wiederverwendung von Qubits innerhalb einer einzigen Schaltkreisausführung. Dies reduziert die Anforderungen an die Schaltungstiefe und verbessert die Nutzung der Ressourcen von Quantengeräten.
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Aktiver Bit-Flip-Schutz
Dynamische Schaltungen erkennen Bit-Flip-Fehler und wenden auf der Grundlage der Messergebnisse Korrekturmaßnahmen an. Diese Implementierung dient als Experiment zur Erkennung von Quantenfehlern.
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Teleportationsexperimente
Die Zustandsteleportation überträgt Qubitzustände unter Verwendung lokaler Quantenoperationen und klassischer Information von. MCMs Die Gate-Teleportation implementiert Tore zwischen Qubits ohne direkte Quantenoperationen. Diese Experimente demonstrieren grundlegende Subroutinen in drei Schlüsselbereichen: Quantenfehlerkorrektur, messgestütztes Quantencomputing und Quantenkommunikation.
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Offene Simulation von Quantensystemen
Dynamische Schaltkreise modellieren das Rauschen in Quantensystemen durch Datenqubit- und Umgebungsverschränkung sowie durch Umweltmessungen. Dieser Ansatz verwendet spezifische Qubits zur Darstellung von Daten- und Umweltelementen. Ein Geräuschkanal kann durch die Tore und Messungen an der Umgebung entworfen werden.
Weitere Informationen zur Verwendung dynamischer Schaltungen finden Sie in zusätzlichen Beispielen im Amazon Braket-Notebook-Repository
