Términos y conceptos de Amazon Braket

La simulación hamiltoniana analógica (AHS) es un paradigma de computación cuántica distinto para la simulación directa de la dinámica cuántica dependiente del tiempo de sistemas de muchos cuerpos. En la AHS, los usuarios especifican directamente un hamiltoniano dependiente del tiempo y la computadora cuántica se ajusta de tal manera que emula directamente la evolución continua del tiempo bajo este hamiltoniano. Los dispositivos de AHS suelen ser dispositivos de uso especial y no computadoras cuánticas universales como los dispositivos basados en puerta. Están limitados a una clase de hamiltonianos que puedan simular. Sin embargo, dado que estos hamiltonianos se implementan de forma natural en el dispositivo, la AHS no sufre la sobrecarga que supone formular algoritmos como circuitos e implementar operaciones de puerta.

Hemos denominado al servicio Braket por la notación bra-ket, una notación estándar en mecánica cuántica. Fue introducida por Paul Dirac en 1939 para describir el estado de los sistemas cuánticos y también se conoce como notación de Dirac.

Con Braket Direct, puede reservar acceso exclusivo a los diferentes dispositivos cuánticos de su elección, ponerse en contacto con especialistas en computación cuántica para recibir orientación sobre su carga de trabajo y obtener acceso anticipado a las capacidades de próxima generación, como los nuevos dispositivos cuánticos con disponibilidad limitada.

Amazon Braket tiene una característica denominada Trabajos híbridos de Amazon Braket que proporciona ejecuciones totalmente administradas de algoritmos híbridos. Un trabajo híbrido de Braket consta de tres componentes:

En Amazon Braket, un dispositivo es un backend que puede ejecutar tareas cuánticas. Un dispositivo puede ser una QPU o un simulador de circuitos cuánticos. Para obtener más información, consulte Dispositivos compatibles con Amazon Braket.

La mitigación de errores implica ejecutar varios circuitos físicos y combinar sus mediciones para obtener un resultado mejorado. Para obtener más información, consulte Técnicas de mitigación de errores.

En la computación cuántica (QC) basada en puertas, también denominada QC basada en circuitos, los cómputos se dividen en operaciones elementales (puertas). Ciertos conjuntos de puertas son universales, lo que significa que cada cómputo se puede expresar como una secuencia finita de esas puertas. Las puertas son los componentes básicos de los circuitos cuánticos y son análogas a las puertas lógicas de los circuitos digitales clásicos.

El límite de gateshot se refiere al número total de entradas por shot (la suma de todos los tipos de puertas) y al recuento de shots por tarea. Matemáticamente, el límite de gateshot se puede expresar de la siguiente manera:

Gateshot limit = (Gate count per shot) * (Shot count per task)

La dinámica cuántica de un sistema físico viene determinada por su hamiltoniano, que codifica toda la información sobre las interacciones entre los componentes del sistema y los efectos de las fuerzas impulsoras exógenas. El hamiltoniano de un sistema de N qubits se representa habitualmente como una matriz de 2^N por 2^N de números complejos en máquinas clásicas. Al ejecutar una simulación hamiltoniana analógica en un dispositivo cuántico, puede evitar estos requisitos exponenciales de recursos.

Un pulso es una señal física transitoria que se transmite a los qubits. Se describe mediante una forma de onda reproducida en un marco que sirve de soporte para la señal portadora y está vinculada al canal o puerto de hardware. Los clientes pueden diseñar sus propios pulsos proporcionando el sobre análogo que modula la señal portadora sinusoidal de alta frecuencia. El marco se describe de forma única mediante una frecuencia y una fase que a menudo se eligen para que estén en resonancia con la separación de energía entre los niveles de energía para |0⟩ y |1⟩ del qubit. De este modo, las puertas se activan como pulsos con una forma predeterminada y parámetros calibrados, como su amplitud, frecuencia y duración. Los casos de uso que no estén cubiertos por formas de onda de plantilla se habilitarán mediante formas de onda personalizadas que se especificarán en la resolución de muestra única proporcionando una lista de valores separados por un tiempo de ciclo físico fijo.

Un circuito cuántico es el conjunto de instrucciones que define un cómputo en una computadora cuántica basada en puertas. Un circuito cuántico es una secuencia de puertas cuánticas, que son transformaciones reversibles en un registro de qubit, junto con instrucciones de medición.

Un simulador de circuitos cuánticos es un programa de computación que se ejecuta en computadoras cuánticas y calcula los resultados de medición de un circuito cuántico. En el caso de los circuitos generales, los requisitos de recursos de una simulación cuántica aumentan exponencialmente con el número de qubits a simular. Braket proporciona acceso a simuladores de circuitos cuánticos administrados (a los que se accede a través de la API de Braket) y locales (parte del SDK de Amazon Braket).

Una computadora cuántica es un dispositivo físico que utiliza fenómenos de la mecánica cuántica, como la superposición y el entrelazamiento, para realizar cómputos. Existen diferentes paradigmas en la computación cuántica (QC), como la QC basada en puertas.

Una QPU es un dispositivo físico de computación cuántica que puede ejecutarse en una tarea cuántica. Las QPU pueden basarse en diferentes paradigmas de QC, como la QC basada en puertas. Para obtener más información, consulte Dispositivos compatibles con Amazon Braket.

Las puertas nativas de QPU pueden asignarse directamente a pulsos de control mediante el sistema de control de la QPU. Las puertas nativas se pueden ejecutar en el dispositivo QPU sin necesidad de realizar más compilaciones. Subconjunto de puertas compatibles con QPU. Puede encontrar las puertas nativas de un dispositivo en la página Dispositivos de la consola de Amazon Braket y a través del SDK de Braket.

Las puertas compatibles con QPU son las puertas aceptadas por el dispositivo QPU. Es posible que estas puertas no se ejecuten directamente en la QPU, lo que significa que podrían tener que descomponerse en puertas nativas. Puede encontrar las puertas compatibles de un dispositivo en la página Dispositivos de la consola de Amazon Braket y a través del SDK de Amazon Braket.

En Braket, una tarea cuántica es la solicitud atómica a un dispositivo. En el caso de los dispositivos de QC basada en puertas, esta incluye el circuito cuántico (incluidas las instrucciones de medición y el número de shots) y otros metadatos de la solicitud. Puede crear tareas cuánticas a través del SDK de Amazon Braket o utilizando la operación CreateQuantumTask de la API directamente. Después de crear una tarea cuántica, se pondrá en cola hasta que el dispositivo solicitado esté disponible. Puede ver sus tareas cuánticas en la página Tareas cuánticas de la consola de Amazon Braket o mediante la GetQuantumTask o las operaciones SearchQuantumTasks de la API.

La unidad básica de información de una computadora cuántica se denomina qubit (bit cuántico) y es muy parecido a un bit en la computación clásica. Un qubit es un sistema cuántico de dos niveles que se puede realizar mediante diferentes implementaciones físicas, como circuitos superconductores o iones y átomos individuales. Otros tipos de qubit se basan en fotones, espines electrónicos o nucleares o sistemas cuánticos más exóticos.

La Queue depth se refiere a la cantidad de tareas cuánticas y trabajos híbridos en cola para un dispositivo en particular. Se puede acceder a las tareas cuánticas y al recuento de la cola de trabajos híbridos de un dispositivo a través del Braket Software Development Kit (SDK) o de la Amazon Braket Management Console.

Queue position se refiere a la posición actual de su tarea cuántica o trabajo híbrido en la cola del dispositivo correspondiente. Esta se puede obtener para tareas cuánticas o trabajos híbridos a través del Braket Software Development Kit (SDK) o de la Amazon Braket Management Console.

Dado que la computación cuántica es intrínsecamente probabilística, cualquier circuito debe evaluarse varias veces para obtener un resultado preciso. La ejecución y medición de un solo circuito se denomina shot. El número de shots (ejecuciones repetidas) de un circuito se elige en función de la precisión deseada para el resultado.

Una política de IAM es un documento que permite o deniega permisos para recursos y Servicios de AWS. Las políticas de IAM permiten personalizar los niveles de acceso de los usuarios a los recursos. Por ejemplo, puede permitir que los usuarios accedan a todos los buckets de Amazon S3 incluidos en su Cuenta de AWS o solo a un bucket específico.

Un rol de IAM es una identidad que puede adoptar para obtener acceso temporal a permisos. Antes de que un usuario, una aplicación o un servicio puedan adoptar un rol de IAM, se les debe proporcionar permisos para cambiar a dicho rol. Cuando alguien adopta un rol de IAM, abandona todos los permisos anteriores que tenía en el rol anterior y adopta los permisos del nuevo rol.

Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) es un Servicio de AWS que le permite almacenar datos como objetos en buckets. Los buckets de Amazon S3 ofrecen espacio de almacenamiento ilimitado. El tamaño máximo de objeto en un bucket de Amazon S3 es de 5 TB. Puede cargar cualquier tipo de archivo de datos en un bucket de Amazon S3, como imágenes, vídeos, archivos de texto, archivos de copia de seguridad, archivos multimedia para un sitio web, documentos archivados y los resultados de sus tareas cuánticas de Braket.