hamiltonien Schéma du programme Braket AHS Schéma des résultats des tâches Braket AHS QuEra schéma des propriétés de l'appareil

Soumettre un programme analogique à l'aide d' QuEra Aquila

Cette page fournit une documentation complète sur les fonctionnalités de la Aquila machine à partir deQuEra. Les détails abordés ici sont les suivants :

L'hamiltonien paramétré simulé par Aquila
Paramètres du programme AHS
Contenu du résultat AHS
Aquilaparamètre de capacités

Dans cette section :

hamiltonien
Schéma du programme Braket AHS
Schéma des résultats des tâches Braket AHS
QuEra schéma des propriétés de l'appareil

hamiltonien

La Aquila machine de QuEra simule nativement l'hamiltonien suivant (en fonction du temps) :

Note

L'accès au désaccordage local est une fonctionnalité expérimentale et est disponible sur demande via Braket Direct.

où

H _drive,k (t) = (¹/₂Ω (t) e ^{iφ (t)} S _−,k + ¹/₂Ω (t) e ^{−iφ (t) S) + (}−Δ _global (t_+,k) n), _k
- Ω (t) est l'amplitude de conduite globale en fonction du temps (également appelée fréquence de Rabi), en unités de (rad/s)
- φ (t) est la phase globale dépendante du temps, mesurée en radians
- ^{S _−,k et S _+,k sont les opérateurs d'abaissement et d'augmentation du spin de l'atome k (dans la base |↓⟩ =|g⟩, |↑=|r⟩, ils sont S ₋ =|g ₊ ₋}
- Δ _global (t) est le déréglage global dépendant du temps
- n _k est l'opérateur de projection sur l'état de Rydberg de l'atome k (c'est-à-dire, n=|r
H _{local detuning,k} (t) =-Δ _local (t) h n _k _k
- Δ _local (t) est le facteur dépendant du temps du décalage de fréquence local, en unités de (rad/s)
- h _k est le facteur dépendant du site, un nombre sans dimension compris entre 0,0 et 1,0
V _vdw,k,l = C₆/(d_k,l) ⁶ n _k n, _l
- C ₆ est le coefficient de van der Waals, en unités de (rad/s) * (m) ^6
- d _k,l est la distance euclidienne entre l'atome k et l, mesurée en mètres.

Les utilisateurs peuvent contrôler les paramètres suivants via le schéma du programme Braket AHS.

Arrangement bidimensionnel des atomes (_kcoordonnées x _k et y de chaque atome k, en unités de µm), qui contrôle les distances atomiques par paires d _k,l avec k, l=1,2,... N
Ω (t), fréquence globale de Rabi dépendante du temps, en unités de (rad/s)
φ (t), phase globale dépendante du temps, en unités de (rad)
Δ _global (t), le désaccordage global dépendant du temps, en unités de (rad/s)
Δ _local (t), le facteur (global) dépendant du temps de l'ampleur du déréglage local, en unités de (rad/s)
h_k, le facteur (statique) dépendant du site de l'ampleur du déréglage local, un nombre adimensionnel compris entre 0,0 et 1,0

Note

L'utilisateur ne peut pas contrôler les niveaux concernés (c'est-à-dire que les opérateurs S ₋₊, S, n sont fixes) ni la force du coefficient d' Rydberg-Rydberg interaction (C₆).

Schéma du programme Braket AHS

Objet Braket.IR.AHS.Program_V1.program (exemple)

Note

Si la fonctionnalité de désaccordage local n'est pas activée pour votre compte, utilisez-la localDetuning=[] dans l'exemple suivant.


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 (exemple)

Note

Si la fonctionnalité de désaccordage local n'est pas activée pour votre compte, utilisez-la "localDetuning": [] dans l'exemple suivant.


{
    "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]
                }
            }
        ]
    }
}

Principaux domaines
Champ du programme	type	description
setup.ahs_register.sites	Liste [Liste [Décimal]]	Liste des coordonnées bidimensionnelles où la pince à épiler piège les atomes
setup.ahs_register.filling	Liste [int]	Marque les atomes qui occupent les sites piégés avec 1 et les sites vides avec 0
Hamiltonian.DrivingFields [] .amplitude.time_series.times	Liste [décimale]	points temporels de l'amplitude de conduite, Omega (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .amplitude.time_series.values	Liste [décimale]	valeurs de l'amplitude de conduite, Omega (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .amplitude.pattern	str	schéma spatial de l'amplitude de conduite, Omega (t) ; doit être « uniforme »
Hamiltonian.DrivingFields [] .phase.time_series.times	Liste [décimale]	points temporels de la phase de conduite, phi (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .phase.time_series.values	Liste [décimale]	valeurs de la phase de conduite, phi (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .phase.pattern	str	schéma spatial de la phase de conduite, phi (t) ; doit être « uniforme »
Hamiltonian.DrivingFields [] .detuning.time_series.times	Liste [décimale]	points temporels du désaccordage de conduite, Delta_global (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .detuning.time_series.values	Liste [décimale]	valeurs de désaccordage de conduite, Delta_global (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .detuning.pattern	str	schéma spatial de désaccordage de conduite, Delta_global (t) ; doit être « uniforme »
Hamiltonian.LocalDeTuning [] .magnitude.time_series.times	Liste [décimale]	points temporels du facteur dépendant du temps de l'amplitude de désaccordage locale, Delta_local (t)
Hamiltonian.LocalDeTuning [] .magnitude.time_series.values	Liste [décimale]	valeurs du facteur dépendant du temps de l'amplitude de désaccordage locale, Delta_local (t)
Hamiltonian.LocalDeTuning [] .magnitude.pattern	Liste [décimale]	facteur dépendant du site de l'amplitude du déréglage local, h_k (les valeurs correspondent aux sites dans setup.ahs_register.sites)

Champs de métadonnées
Champ du programme	type	description
support SchemaHeader.name	str	nom du schéma ; doit être « braket.ir.ahs.program »
support SchemaHeader.version	str	version du schéma

Schéma des résultats des tâches Braket AHS

braket.tasks.analog_hamiltonian_simulation_quantum_task_result. AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(exemple)


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 (exemple)


{
    "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
        }
    }
}

Principaux domaines
Champ de résultat de la tâche	type	description
mesures [] .shot Result.preSequence	Liste [int]	Pre-sequence bits de mesure (un pour chaque site atomique) pour chaque tir : 0 si le site est vide, 1 si le site est plein, mesurés avant les séquences d'impulsions qui exécutent l'évolution quantique
mesures [] .shot Result.postSequence	Liste [int]	Post-sequence bits de mesure pour chaque tir : 0 si l'atome est dans l'état de Rydberg ou si le site est vide, 1 si l'atome est dans l'état fondamental, mesuré à la fin des séquences d'impulsions qui exécutent l'évolution quantique

Champs de métadonnées
Champ de résultat de la tâche	type	description
support SchemaHeader.name	str	nom du schéma ; doit être « braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result »
support SchemaHeader.version	str	version du schéma
tâche Metadata.braketSchemaHeader.name	str	nom du schéma ; doit être « braket.task_result.task_metadata »
tâche Metadata.braketSchemaHeader.version	str	version du schéma
tâche Metadata.id	str	L'identifiant de la tâche quantique. Pour les tâches AWS quantiques, il s'agit de l'ARN des tâches quantiques.
tâche Metadata.shots	int	Le nombre de tirs pour la tâche quantique
tâche Metadata.shots.deviceId	str	L'identifiant de l'appareil sur lequel la tâche quantique s'est exécutée. Pour les AWS appareils, il s'agit de l'ARN de l'appareil.
tâche Metadata.shots.createdAt	str	Horodatage de la création ; le format doit être au format ISO-8601/RFC3339 chaîne. YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.sssZ La valeur par défaut est None.
tâche Metadata.shots.endedAt	str	Horodatage de la fin de la tâche quantique ; le format doit être au format ISO-8601/RFC3339 chaîne. YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.sssZ La valeur par défaut est None.
tâche Metadata.shots.status	str	État de la tâche quantique (CREATED, QUEUED, RUNNING, COMPLETED, FAILED). La valeur par défaut est None.
tâche Metadata.shots.failureReason	str	La raison de l'échec de la tâche quantique. La valeur par défaut est None.
supplémentaire Metadata.action	Braket.IR.AHS.Program_V.1	(Voir la section sur le schéma du programme Braket AHS)
supplémentaire Metadata.action.braketSchemaHeader.queraMetadata.name	str	nom du schéma ; doit être « braket.task_result.quera_metadata »
supplémentaire Metadata.action.braketSchemaHeader.queraMetadata.version	str	version du schéma
supplémentaire Metadata.action.numSuccessfulShots	int	nombre de prises complètement réussies ; doit être égal au nombre de prises demandé
mesures [] .shot Metadata.shotStatus	int	Le statut du tir (succès, succès partiel, échec) doit être « Succès »

QuEra schéma des propriétés de l'appareil

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


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 (exemple)


{
    "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
        ...
    }
}

Champs des propriétés du service
Champ des propriétés du service	type	description
Service.ExecutionWindows [] .ExecutionDay	ExecutionDay	Jours de la fenêtre d'exécution ; doivent être « Tous les jours », « Jours de semaine », « Week-end », « lundi », « mardi », « mercredi », « jeudi », « vendredi », « samedi » ou « dimanche »
Service.ExecutionWindows [] .fenêtre StartHour	datetime.heure	Format UTC de 24 heures indiquant l'heure de début de la fenêtre d'exécution
Service.ExecutionWindows [] .fenêtre EndHour	datetime.heure	Format UTC de 24 heures indiquant l'heure de fin de la fenêtre d'exécution
service.qpu_capabilities.service.shotsRange	Tuple [int, int]	Nombre minimum et maximum de prises de vue pour l'appareil
service.qpu_capabilities.service.device Cost.price	float	Prix de l'appareil en dollars américains
service.qpu_capabilities.service.device Cost.unit	str	unité pour facturer le prix, par exemple : « minute », « heure », « shot », « task »

Champs de métadonnées
Champ de métadonnées	type	description
action [] .version	str	version du schéma du programme AHS
action [] .ActionType	ActionType	Nom du schéma du programme AHS ; doit être « braket.ir.ahs.program »
service.braket SchemaHeader.name	str	nom du schéma ; doit être « braket.device_schema.device_service_properties »
service.braket SchemaHeader.version	str	version du schéma
service.appareil Documentation.imageUrl	str	URL de l'image de l'appareil
service.appareil Documentation.summary	str	brève description de l'appareil
service.appareil Documentation.externalDocumentationUrl	str	URL de documentation externe
Service.Emplacement de l'appareil	str	emplacement géographique de l'appareil
Service. Mis à jour à	datetime	heure à laquelle les propriétés de l'appareil ont été mises à jour pour la dernière fois

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