Hamiltonisch AHS-Programmschema in Braket Ergebnisschema für die AHS-Aufgabe in Braket QuEra Schema der Geräteeigenschaften

Reichen Sie ein analoges Programm mit Aquila ein QuEra

Diese Seite enthält eine umfassende Dokumentation über die Funktionen der Aquila Maschine vonQuEra. Hier werden die folgenden Details behandelt:

Der parametrisierte Hamilton-Operator, simuliert von Aquila
AHS-Programmparameter
Inhalt der AHS-Ergebnisse
AquilaParameter „Fähigkeiten“

In diesem Abschnitt:

Hamiltonisch
AHS-Programmschema in Braket
Ergebnisschema für die AHS-Aufgabe in Braket
QuEra Schema der Geräteeigenschaften

Hamiltonisch

Die Aquila Maschine von QuEra simuliert nativ den folgenden (zeitabhängigen) Hamilton-Operator:

Mathematische Gleichung mit Summationen, die den Hamilton-Operator eines Systems darstellen und dabei Begriffe aus Antrieb, lokaler Verstimmung und Interpunktkopplung beinhalten.

Anmerkung

Der Zugriff auf lokale Verstimmung ist eine experimentelle Funktion, die auf Anfrage über Braket Direct verfügbar ist.

where

H _drive,k (t) =( ¹/₂Ω (t) e ^{i( t)} S _−,k + ¹/₂Ω (t) e ^{−iφ (t) S) + (−δ (t_+,k)} n), _global _k
- Ω (t) ist die zeitabhängige globale Antriebsamplitude (auch bekannt als Rabi-Frequenz) in Einheiten von (rad/s)
- φ (t) ist die zeitabhängige, globale Phase, gemessen im Bogenmaß
- ^{S _−,k und S _+,k sind die Operatoren zum Herabsetzen und Erhöhen des Spins des Atoms k (in der Basis |↓⟩ =|g⟩, |↓ = |r⟩, sie lauten S =|g¤ ¤ r|, S =( S) † =|r-und rcontent/in|g|) ₋ ₊ ₋}
- δ (t_global) ist die zeitabhängige, globale Verstimmung
- n _k ist der Projektionsoperator für den Rydberg-Zustand des Atoms k (das heißt, n=|r¤ ¤ r|)
H (t) =-Δ (t) h n _{local detuning,k} _local _k _k
- Δ _local (t) ist der zeitabhängige Faktor der lokalen Frequenzverschiebung in Einheiten von (rad/s)
- h _k ist der ortsabhängige Faktor, eine dimensionslose Zahl zwischen 0,0 und 1,0
^{V _vdw,k,l =C₆/(d_k,l) 6 n n,} _k _l
- C ₆ ist der Van-der-Waals-Koeffizient in Einheiten von (rad/s) * (m) ^6
- d _k,l ist der euklidische Abstand zwischen Atom k und l, gemessen in Metern.

Benutzer haben über das Braket AHS-Programmschema die Kontrolle über die folgenden Parameter.

2D-Atomanordnung (X _k - und _k Y-Koordinaten jedes Atoms k, in Einheiten von um), die die paarweisen Atomabstände d _k,l mit k steuert, l=1,2,... N
Ω (t), die zeitabhängige, globale Rabi-Frequenz, in Einheiten von (rad/s)
φ (t), die zeitabhängige, globale Phase, in Einheiten von (rad)
Δ _global (t), die zeitabhängige, globale Verstimmung, in Einheiten von (rad/s)
Δ _local (t), der zeitabhängige (globale) Faktor für die Größe der lokalen Verstimmung, in Einheiten von (rad/s)
h_k, der (statische) ortsabhängige Faktor für das Ausmaß der lokalen Verstimmung, eine dimensionslose Zahl zwischen 0,0 und 1,0

Anmerkung

Der Benutzer kann weder kontrollieren, um welche Stufen es sich handelt (d. h. die Operatoren S₋, S₊, n sind fest) noch die Stärke des Rydberg-Rydberg Interaktionskoeffizienten (C). ₆

AHS-Programmschema in Braket

Braket.IR.AHS.Program_V1.Program-Objekt (Beispiel)

Anmerkung

Wenn die Funktion zur lokalen Feinabstimmung für Ihr Konto nicht aktiviert ist, verwenden Sie das folgende Beispiel. localDetuning=[]


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('0.000003')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                ),
                detuning=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('-54000000.0'), Decimal('54000000.0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000003')]
                    ),
                    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 (Beispiel)

Anmerkung

Wenn die Funktion zur lokalen Feinabstimmung für Ihr Konto nicht aktiviert ist, verwenden Sie sie "localDetuning": [] im folgenden Beispiel.


{
    "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, 0.000003000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                },
                "detuning": {
                    "time_series": {
                        "values": [-54000000.0, 54000000.0],
                        "times": [0E-9, 0.000003000]
                    },
                    "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]
                }
            }
        ]
    }
}

Die wichtigsten Felder
Feld Programm	type	description
setup.ahs_register.sites	Liste [Liste [Dezimal]]	Liste der 2D-Koordinaten, an denen die Pinzette Atome einfängt
setup.ahs_register.filling	Liste [int]	Markiert Atome, die die Fallenstellen besetzen, mit 1 und leere Stellen mit 0
Hamiltonian.DrivingFields [] .amplitude.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte der Antriebsamplitude, Omega (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .amplitude.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte der Antriebsamplitude, Omega (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .amplitude.pattern	str	das räumliche Muster der Antriebsamplitude, Omega (t); muss „einheitlich“ sein
Hamiltonian.DrivingFields [] .phase.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte der Fahrphase, phi (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .phase.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte der Antriebsphase, Phi (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .phase.pattern	str	räumliches Muster der Fahrphase, phi (t); muss „einheitlich“ sein
Hamiltonian.DrivingFields [] .detuning.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte der Fahrverstimmung, Delta_global (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .detuning.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte der Fahrverstimmung, Delta_global (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .detuning.pattern	str	das räumliche Muster der Fahrverstimmung, (t); muss „einheitlich“ sein Delta_global
Hamiltonian.LocalDeTuning [] .magnitude.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte des zeitabhängigen Faktors der lokalen Verstimmungsgröße, Delta_local (t)
Hamiltonian.LocalDeTuning [] .magnitude.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte des zeitabhängigen Faktors der lokalen Verstimmungsgröße, Delta_local (t)
Hamiltonian.LocalDeTuning [] .magnitude.pattern	Liste [Dezimal]	ortsabhängiger Faktor der lokalen Verstimmungsgröße, h_k (Werte entsprechen Standorten in setup.ahs_register.sites)

Metadaten-Felder
Feld „Programm“	type	description
Klammer SchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.ir.ahs.program' sein
Klammer SchemaHeader.version	str	Version des Schemas

Ergebnisschema für die AHS-Aufgabe in Braket

braket.tasks.analog_hamiltonian_simulation_quantum_task_result. AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(Beispiel)


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 (Beispiel)


{
    "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
        }
    }
}

Hauptfelder
Ergebnisfeld der Aufgabe	type	description
Messungen [] .shot Result.preSequence	Liste [int]	Pre-sequence Messbits (eins für jede atomare Stelle) für jeden Schuss: 0, wenn die Stelle leer ist, 1, wenn die Stelle gefüllt ist, gemessen vor den Impulssequenzen, die die Quantenentwicklung bestimmen
Messungen [] .shot Result.postSequence	Liste [int]	Post-sequence Messbits für jeden Schuss: 0, wenn sich das Atom im Rydberg-Zustand befindet oder die Stelle leer ist, 1, wenn sich das Atom im Grundzustand befindet, gemessen am Ende der Impulssequenzen, die die Quantenentwicklung bestimmen

Metadaten-Felder
Ergebnisfeld der Aufgabe	type	description
Klammer SchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result' sein
Klammer SchemaHeader.version	str	Version des Schemas
Aufgabe Metadata.braketSchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.task_result.task_metadata' sein
Aufgabe Metadata.braketSchemaHeader.version	str	Version des Schemas
Aufgabe Metadata.id	str	Die ID der Quantenaufgabe. Für AWS Quantenaufgaben ist dies die Quantenaufgabe ARN.
Aufgabe Metadata.shots	int	Die Anzahl der Schüsse für die Quantenaufgabe
Aufgabe Metadata.shots.deviceId	str	Die ID des Geräts, auf dem die Quantenaufgabe ausgeführt wurde. Für AWS Geräte ist dies der Geräte-ARN.
Aufgabe Metadata.shots.createdAt	str	Der Zeitstempel der Erstellung; das Format muss im ISO-8601/RFC3339 Zeichenkettenformat YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.sssZ sein. Die Standardeinstellung ist Keine.
Aufgabe Metadata.shots.endedAt	str	Der Zeitstempel, zu dem die Quantenaufgabe beendet wurde. Das Format muss im ISO-8601/RFC3339 Zeichenkettenformat vorliegen YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.sssZ. Die Standardeinstellung ist Keine.
Aufgabe Metadata.shots.status	str	Der Status der Quantenaufgabe (ERSTELLT, IN DER WARTESCHLANGE, LÄUFT, ABGESCHLOSSEN, FEHLGESCHLAGEN). Die Standardeinstellung ist Keine.
Aufgabe Metadata.shots.failureReason	str	Der Grund für das Scheitern der Quantenaufgabe. Die Standardeinstellung ist Keine.
zusätzlich Metadata.action	Braket.IR.AHS.Program_V1.Program	(Siehe den Abschnitt zum Braket AHS-Programmschema)
zusätzlich Metadata.action.braketSchemaHeader.queraMetadata.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.task_result.quera_metadata' sein
zusätzlich Metadata.action.braketSchemaHeader.queraMetadata.version	str	Version des Schemas
zusätzlich Metadata.action.numSuccessfulShots	int	Anzahl der vollständig erfolgreichen Schüsse; muss der angeforderten Anzahl von Schüssen entsprechen
Messungen [] .shot Metadata.shotStatus	int	Der Status des Schusses (Erfolg, Teilerfolg, Fehlschlag) muss „Erfolg“ lauten

QuEra Schema der Geräteeigenschaften

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


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 (Beispiel)


{
    "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
        ...
    }
}

Felder für Diensteigenschaften
Feld „Serviceeigenschaften“	type	description
service.executionWindows [] .executionDay	ExecutionDay	Tage des Ausführungsfensters; muss 'Jeden Tag', 'Wochentage', 'Wochenende', 'Montag', 'Dienstag', 'Mittwoch', Donnerstag ',' Freitag ',' Samstag 'oder' Sonntag 'sein
service.executionWindows [] .window StartHour	Datum/Uhrzeit.Uhrzeit	UTC-24-Stunden-Format der Uhrzeit, zu der das Ausführungsfenster gestartet wird
service.executionWindows [] .window EndHour	Datum/Uhrzeit.Uhrzeit	UTC-24-Stunden-Format der Uhrzeit, zu der das Ausführungsfenster endet
service.qpu_capabilities.service.shotsRange	Tupel [int, int]	Minimale und maximale Anzahl von Aufnahmen für das Gerät
service.qpu_capabilities.service.device Cost.price	float	Preis des Geräts in US-Dollar
service.qpu_capabilities.service.device Cost.unit	str	Einheit zur Berechnung des Preises, z. B.: 'Minute', 'Stunde', 'Schuss', 'Aufgabe'

Metadaten-Felder
Metadaten-Feld	type	description
Aktion [] .version	str	Version des AHS-Programmschemas
Aktion [] .actionType	ActionType	Name des AHS-Programmschemas; muss 'braket.ir.ahs.program' sein
service.braket SchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.device_schema.device_service_properties' sein
service.braket SchemaHeader.version	str	Version des Schemas
service.device Documentation.imageUrl	str	URL für das Bild des Geräts
service.device Documentation.summary	str	kurze Beschreibung auf dem Gerät
service.device Documentation.externalDocumentationUrl	str	URL der externen Dokumentation
service.deviceLocation	str	geografischer Standort des Geräts
Service.AktualisiertAt	datetime	Zeitpunkt der letzten Aktualisierung der Geräteeigenschaften

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