Trabajar con Amazon Braket Hybrid Jobs - Amazon Braket

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Trabajar con Amazon Braket Hybrid Jobs

Amazon Braket Hybrid Jobs le ofrece una forma de ejecutar algoritmos híbridos cuántico-clásicos que requieren tanto AWS recursos clásicos como unidades de procesamiento cuántico (). QPUs Hybrid Jobs está diseñado para activar los recursos clásicos solicitados, ejecutar el algoritmo y liberar las instancias una vez terminadas, de modo que solo pague por lo que utilice.

Hybrid Jobs es ideal para algoritmos iterativos de larga duración que implican el uso de recursos informáticos clásicos y recursos de computación cuántica. Con Hybrid Jobs, después de enviar el algoritmo para su ejecución, Braket lo ejecutará en un entorno escalable y contenerizado. Una vez que el algoritmo se haya completado, podrás recuperar los resultados.

Además, las tareas cuánticas que se crean a partir de un trabajo híbrido se benefician de una mayor prioridad al hacer cola en el dispositivo QPU de destino. Esta priorización garantiza que sus cálculos cuánticos se procesen y se ejecuten antes que otras tareas pendientes. Esto es particularmente ventajoso para los algoritmos híbridos iterativos, en los que los resultados de una tarea cuántica dependen de los resultados de tareas cuánticas anteriores. Algunos ejemplos de estos algoritmos son el algoritmo de optimización cuántica aproximada (QAOA), el autosolucionador cuántico variacional o el aprendizaje automático cuántico. También puedes monitorizar el progreso de tu algoritmo prácticamente en tiempo real, lo que te permitirá llevar un registro de los costes, el presupuesto o las métricas personalizadas, como las pérdidas por formación o los valores esperados.

Puedes acceder a trabajos híbridos en Braket mediante:

Cuándo usar Amazon Braket Hybrid Jobs

Amazon Braket Hybrid Jobs le permite ejecutar algoritmos híbridos cuántico-clásicos, como el solucionador propio cuántico variacional (VQE) y el algoritmo de optimización cuántica aproximada (QAOA), que combinan recursos informáticos clásicos con dispositivos de computación cuántica para optimizar el rendimiento de los sistemas cuánticos actuales. Amazon Braket Hybrid Jobs ofrece tres ventajas principales:

  1. Rendimiento: Amazon Braket Hybrid Jobs ofrece un mejor rendimiento que la ejecución de algoritmos híbridos desde su propio entorno. Mientras su trabajo está en ejecución, tiene acceso prioritario a la QPU de destino seleccionada. Las tareas de tu trabajo se ejecutan antes que las demás tareas que están en cola en el dispositivo. Esto se traduce en tiempos de ejecución más cortos y predecibles para los algoritmos híbridos. Amazon Braket Hybrid Jobs también admite la compilación paramétrica. Puede enviar un circuito utilizando parámetros gratuitos y Braket compila el circuito una vez, sin necesidad de volver a compilarlo para futuras actualizaciones de parámetros en el mismo circuito, lo que se traduce en tiempos de ejecución aún más rápidos.

  2. Comodidad: Amazon Braket Hybrid Jobs simplifica la configuración y la administración del entorno informático y lo mantiene en funcionamiento mientras se ejecuta el algoritmo híbrido. Solo tiene que proporcionar el script del algoritmo y seleccionar un dispositivo cuántico (ya sea una unidad de procesamiento cuántico o un simulador) en el que ejecutarlo. Amazon Braket espera a que el dispositivo de destino esté disponible, activa los recursos clásicos, ejecuta la carga de trabajo en entornos de contenedores prediseñados, devuelve los resultados a Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) y libera los recursos informáticos.

  3. Métricas: Amazon Braket Hybrid Jobs proporciona on-the-fly información sobre la ejecución de los algoritmos y proporciona métricas de algoritmos personalizables prácticamente en tiempo real a Amazon CloudWatch y a la consola Amazon Braket para que pueda realizar un seguimiento del progreso de sus algoritmos.

Ejecutar un trabajo híbrido con Amazon Braket Hybrid Jobs

Para ejecutar un trabajo híbrido con Amazon Braket Hybrid Jobs, primero debe definir su algoritmo. Puede definirlo escribiendo el script del algoritmo y, si lo desea, otros archivos de dependencia mediante el Amazon Braket Python SDK o. PennyLane Si desea utilizar otras bibliotecas (de código abierto o patentadas), puede definir su propia imagen de contenedor personalizada mediante Docker, que incluye estas bibliotecas. Para obtener más información, consulta Bring your own container (BYOC).

En cualquier caso, a continuación, crea un trabajo híbrido con Amazon BraketAPI, donde proporciona el script o contenedor del algoritmo, selecciona el dispositivo cuántico de destino que va a utilizar el trabajo híbrido y, a continuación, elige entre una variedad de configuraciones opcionales. Los valores predeterminados que se proporcionan para estas configuraciones opcionales funcionan en la mayoría de los casos de uso. Para que el dispositivo de destino ejecute su Hybrid Job, puede elegir entre una QPU, un simulador bajo demanda (comoSV1, DM1 oTN1) o la propia instancia de trabajo híbrida clásica. Con un simulador bajo demanda o una QPU, su contenedor de trabajos híbrido realiza llamadas a la API a un dispositivo remoto. Con los simuladores integrados, el simulador está integrado en el mismo contenedor que el script del algoritmo. Los simuladores Lightning PennyLane vienen integrados en el contenedor de tareas híbridas prediseñado por defecto para su uso. Si ejecuta el código con un PennyLane simulador integrado o un simulador personalizado, puede especificar un tipo de instancia, así como el número de instancias que desea utilizar. Consulta la página de precios Braket de Amazon para conocer los costes asociados a cada opción.

Diagrama de flujo que muestra las interacciones de los usuarios con los componentes, la API, la instancia de trabajos y los simuladores de Amazon Braket para tareas híbridas, de QPU, bajo demanda e integradas. Los resultados se almacenan en el bucket de Amazon Simple Storage Service y se analizan con Amazon CloudWatch en la consola Amazon Braket.

Si el dispositivo de destino es un simulador integrado o bajo demanda, Amazon Braket comienza a ejecutar el trabajo híbrido de inmediato. Activa la instancia de trabajo híbrida (puede personalizar el tipo de instancia en la API llamada), ejecuta su algoritmo, escribe los resultados en Amazon S3 y libera sus recursos. Esta versión de recursos garantiza que solo pague por lo que utilice.

El número total de trabajos híbridos simultáneos por unidad de procesamiento cuántico (QPU) está restringido. En la actualidad, solo se puede ejecutar un trabajo híbrido en una QPU en un momento dado. Las colas se utilizan para controlar la cantidad de trabajos híbridos que se pueden ejecutar a fin de no superar el límite permitido. Si el dispositivo de destino es una QPU, el trabajo híbrido entra primero en la cola de trabajos de la QPU seleccionada. Amazon Braket activa la instancia de trabajo híbrida necesaria y ejecuta tu trabajo híbrido en el dispositivo. Mientras dure su algoritmo, su trabajo híbrido tiene acceso prioritario, lo que significa que las tareas cuánticas de su trabajo híbrido se ejecutan antes que otras tareas cuánticas de Braket que están en cola en el dispositivo, siempre que las tareas cuánticas del trabajo se envíen a la QPU una vez cada pocos minutos. Una vez que haya completado su trabajo híbrido, se liberarán los recursos, lo que significa que solo pagará por lo que utilice.

nota

Los dispositivos son regionales y tu trabajo híbrido se ejecuta de la Región de AWS misma manera que tu dispositivo principal.

Tanto en el escenario objetivo del simulador como en el de la QPU, tiene la opción de definir métricas algorítmicas personalizadas, como la energía de su hamiltoniano, como parte de su algoritmo. Estas métricas se notifican automáticamente a Amazon CloudWatch y, desde allí, se muestran casi en tiempo real en la consola Amazon Braket.

nota

Si deseas usar una instancia basada en GPU, asegúrate de usar uno de los simuladores basados en GPU disponibles con los simuladores integrados en Braket (por ejemplo,). lightning.gpu Si eliges uno de los simuladores integrados basados en la CPU (por ejemplo, obraket:default-simulator)lightning.qubit, no se utilizará la GPU y es posible que incurras en costes innecesarios.