Exploración de las capacidades experimentales
Las capacidades experimentales proporcionan acceso al hardware con una disponibilidad limitada y a nuevas características emergentes. Para acceder a las características de Aquila de QuEra, debe solicitar el acceso directamente a las características experimentales disponibles en la consola de Braket.
Para solicitar acceso a las capacidades experimentales de Aquila de QuEra:
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Vaya a la consola de Amazon Braket y seleccione Braket Direct en el menú de la izquierda; a continuación, vaya a la sección Capacidades experimentales.
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Seleccione Obtenga acceso y complete la información solicitada.
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Proporcione detalles sobre la carga de trabajo y dónde planea usar esta capacidad.
En esta sección:
Acceso a la desintonización local en Aquila de QuEra
La desintonización local (LD) es un nuevo campo de control dependiente del tiempo con un patrón espacial personalizable. El campo LD afecta a los qubits según un patrón espacial personalizable, lo que permite obtener diferentes hamiltonianos para diferentes qubits más allá de lo que pueden crear el campo de accionamiento uniforme y la interacción Rydberg-Rydberg.
Restricciones:
El patrón espacial del campo de desintonización local se puede personalizar para cada programa AHS, pero se mantiene constante a lo largo del programa. La serie temporal del campo de desintonización local debe comenzar y terminar en cero, y todos los valores deben ser menores o iguales a cero. Además, los parámetros del campo de desintonización local están limitados por restricciones numéricas, que pueden visualizarse a través del SDK de Braket en la sección de propiedades específicas del dispositivo: aquila_device.properties.paradigm.rydberg.rydbergLocal.
Limitaciones:
Al ejecutar programas cuánticos que utilizan el campo de desintonización local (incluso si su magnitud se establece en cero constante en el hamiltoniano), el dispositivo experimenta una decoherencia más rápida que el tiempo T2 enumerado en la sección de rendimiento de las propiedades de Aquila. Cuando no sea necesario, se recomienda omitir el campo de desintonización local del hamiltoniano del programa AHS.
Ejemplos de:
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Simulación del efecto de un campo magnético longitudinal no uniforme en sistemas de espín
Mientras que la amplitud y la fase del campo de accionamiento tienen el mismo efecto sobre los qubits que el campo magnético transversal sobre los espines, la suma de la desintonización del campo de accionamiento y la desintonización local produce el mismo efecto sobre los qubits que el campo longitudinal sobre los espines. Con el control espacial del campo de desintonización local, se pueden simular sistemas de espín más complejos.
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Preparación de estados iniciales de no equilibrio
El cuaderno de ejemplo Simulating lattice gauge theory with Rydberg atoms
muestra cómo suprimir la excitación del átomo central de una disposición lineal de 9 átomos al recocer el sistema hacia la fase Z2 ordenada. Tras la fase de preparación, el campo de desintonización local se reduce gradualmente y el programa AHS continúa simulando la evolución temporal del sistema a partir de este estado concreto de no equilibrio. -
Resolución de problemas de optimización ponderada
El cuaderno de ejemplo Maximum weight independent set (MWIS)
muestra cómo resolver un problema de conjunto independiente de peso máximo (MWIS) en Aquila. El campo de desintonización local se utiliza para definir los pesos en los nodos del gráfico del disco unitario, cuyos bordes se realizan mediante el efecto de bloqueo de Rybderg. Partiendo del estado fundamental uniforme y aumentando gradualmente el campo de desintonización local, el sistema pasa al estado fundamental del hamiltoniano de MWIS para encontrar soluciones al problema.
Acceso a geometrías altas en Aquila de QuEra
La característica de geometrías altas le permite especificar geometrías con mayor altura. Con esta capacidad, las disposiciones de átomos de sus programas AHS pueden abarcar una longitud adicional en la dirección «y» más allá de las capacidades habituales de Aquila.
Restricciones:
La altura máxima para geometrías altas es de 0,000128 m (128 um).
Limitaciones:
Cuando esta función experimental esté habilitada para su cuenta, las funciones que se muestran en la página de propiedades del dispositivo y la llamada a GetDevice seguirán reflejando el límite inferior habitual en altura. Cuando un programa AHS utiliza disposiciones de átomos que superan las capacidades normales, es de esperar que el error de relleno aumente. Encontrará un número elevado de ceros inesperados en la parte pre_sequence del resultado de la tarea, lo que a su vez reducirá la posibilidad de obtener una disposición perfectamente inicializada. Este efecto es más fuerte en filas con muchos átomos.
Ejemplos de:
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Disposiciones 1d y cuasi 1d más grandes
Las cadenas de átomos y las disposiciones en forma de escalera se pueden extender a números de átomos más altos. Al orientar la dirección larga en paralelo a «y», se pueden programar instancias más largas de estos modelos.
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Más espacio para multiplexar la ejecución de tareas con geometrías pequeñas
El cuaderno de ejemplo Parallel quantum tasks on Aquila
, muestra cómo aprovechar al máximo el área disponible: colocando copias multiplexadas de la geometría en cuestión en una disposición de átomos. Al aumentar el área disponible, se pueden colocar más copias.
Acceso a geometrías estrechas en Aquila de QuEra
La característica de geometrías ajustadas le permite especificar geometrías con un espacio más corto entre las filas vecinas. En un programa AHS, los átomos están dispuestos en filas, separados por un espaciado vertical mínimo. La coordenada y de dos sitios atómicos cualesquiera debe ser cero (misma fila) o diferir en más del espaciado mínimo entre filas (filas diferentes). Gracias a la capacidad de geometrías estrechas, se reduce la distancia mínima entre filas, lo que permite crear disposiciones de átomos más compactas. Aunque esta extensión no modifica el requisito de distancia euclídea mínima entre átomos, permite la creación de retículas en las que átomos distantes ocupan filas vecinas más cercanas entre sí, como es el caso, por ejemplo, de la retícula triangular.
Restricciones:
El espacio mínimo entre filas para geometrías estrechas es de 0,000002 m (2 um).
Limitaciones:
Cuando esta función experimental esté habilitada para su cuenta, las funciones que se muestran en la página de propiedades del dispositivo y la llamada a GetDevice seguirán reflejando el límite inferior habitual en altura. Cuando un programa AHS utiliza disposiciones de átomos que superan las capacidades normales, es de esperar que el error de relleno aumente. Los clientes encontrarán un número elevado de ceros inesperados en la parte pre_sequence del resultado de la tarea, lo que a su vez reducirá la posibilidad de obtener una disposición perfectamente inicializada. Este efecto es más fuerte en filas con muchos átomos.
Ejemplos de:
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Retículas no rectangulares con constantes de retículas pequeñas
Un espaciado entre filas más estrecho permite la creación de retículas en las que el vecino más cercano a algunos átomos está en la dirección diagonal. Algunos ejemplos notables son las retículas triangulares, hexagonales y de Kagome, así como algunos cuasicristales.
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Familia de retículas ajustables
En los programas AHS, las interacciones se ajustan modificando la distancia entre pares de átomos. Un espaciado entre filas más estrecho permite ajustar las interacciones de los diferentes pares de átomos entre sí con mayor libertad, ya que los ángulos y distancias que definen la estructura atómica están menos limitados por la restricción del espaciado mínimo entre filas. Un ejemplo notable es la familia de retículas Shastry-Sutherland con diferentes longitudes de enlace.
Circuitos dinámicos en dispositivos IQM
Los circuitos dinámicos de los dispositivos IQM permiten realizar mediciones del circuito medio (MCM) y realizar operaciones de prealimentación. Estas características permiten a los investigadores y desarrolladores cuánticos implementar algoritmos cuánticos avanzados con lógica condicional y capacidades de reutilización de qubits. Esta característica experimental ayuda a explorar algoritmos cuánticos con una mayor eficiencia de recursos y a estudiar esquemas de mitigación y corrección de errores cuánticos.
Instrucciones clave:
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measure_ff: implementa la medición para el control de prealimentación midiendo un qubit y almacenando el resultado con una tecla de retroalimentación. -
cc_prx: implementa una rotación controlada clásicamente que solo se aplica cuando el resultado asociado con la clave de retroalimentación determinada mide un estado |1⟩.
Amazon Braket admite circuitos dinámicos a través de OpenQASM, el Amazon Braket SDK, el Amazon Braket Qiskit Provider.
Restricciones:
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Las claves de retroalimentación de las instrucciones de
measure_ffdeben ser únicas. -
Un
cc_prxdebe suceder después de unmeasure_ffcon la misma clave de retroalimentación. -
En un circuito único, la prealimentación de un qubit solo puede ser controlada por un qubit, ya sea por sí mismo o por otro qubit. En diferentes circuitos, puede tener diferentes pares de control.
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Por ejemplo, si el qubit 1 está controlado por el qubit 2, no puede ser controlado por el qubit 3 en el mismo circuito. No hay ninguna restricción en cuanto al número de veces que se aplica el control entre el qubit 1 y el qubit 2. El qubit 2 puede ser controlado por el qubit 3 (o el qubit 1), a menos que se haya realizado un restablecimiento activo en el qubit 2.
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El control solo se puede aplicar a qubits del mismo grupo. Los grupos de qubits de los dispositivos Emerald y IQM Garnet se muestran en las siguientes imágenes.
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Los programas con estas capacidades deben enviarse como programas verbatim. Para obtener más información sobre los programas verbatim, consulte Compilación verbatim con OpenQASM 3.0.
Limitaciones:
La MCM solo se puede usar para controlar la prealimentación en un programa. Los resultados de la MCM (0 o 1) no se devuelven como parte del resultado de una tarea.
Estas imágenes muestran las agrupaciones de qubits de ambos dispositivos IQM. El dispositivo Garnet de 20 qubits contiene 2 grupos de qubits, mientras que el dispositivo Emerald de 54 qubits contiene 4 grupos de qubits.
Ejemplos de:
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Reutilización de qubits mediante un restablecimiento activo
La MCM con operaciones de restablecimiento condicional permite la reutilización de los qubits en una sola ejecución de circuito. Esto reduce los requisitos de profundidad de circuito y mejora la utilización de los recursos de los dispositivos cuánticos.
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Protección activa contra inversión de bits
Los circuitos dinámicos detectan errores de inversión de bits y aplican operaciones correctivas basadas en los resultados de las mediciones. Esta implementación sirve como un experimento de detección de errores cuánticos.
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Experimentos de teletransportación
La teletransportación de estado transfiere estados de qubit mediante operaciones cuánticas locales e información clásica de MCM. La teletransportación de puertas implementa puertas entre qubits sin operaciones cuánticas directas. Estos experimentos demuestran subrutinas fundamentales en tres áreas clave: corrección de errores cuánticos, computación cuántica basada en mediciones y comunicación cuántica.
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Simulación de sistemas cuánticos abiertos
Los circuitos dinámicos modelan el ruido en los sistemas cuánticos a través de los qubit de datos y el entrelazamiento del entorno, y las mediciones ambientales. Este enfoque utiliza qubits específicos para representar los datos y los elementos del entorno. Se puede diseñar un canal de ruido mediante las puertas y las mediciones aplicadas al entorno.
Para obtener más información sobre el uso de circuitos dinámicos, consulte ejemplos adicionales en el repositorio de cuadernos de Amazon Braket
