Hamiltonian Skema program Braket AHS Skema hasil tugas Braket AHS QuEra skema properti perangkat

Kirim program analog menggunakan QuEra Aquila

Halaman ini memberikan dokumentasi komprehensif tentang kemampuan Aquila mesin dariQuEra. Detail yang dibahas di sini adalah sebagai berikut:

Hamiltonian berparameter disimulasikan oleh Aquila
Parameter program AHS
Konten hasil AHS
Aquilaparameter kemampuan

Hamiltonian

AquilaMesin dari QuEra mensimulasikan Hamiltonian berikut (tergantung waktu) secara asli:

catatan

Akses ke detuning lokal adalah kemampuan Eksperimental dan tersedia berdasarkan permintaan melalui Braket Direct.

di mana

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) adalah amplitudo penggerak global yang bergantung pada waktu (alias frekuensi Rabi), dalam satuan (rad/ s)
- φ (t) adalah fase global yang bergantung pada waktu, diukur dalam radian
- ^{S _−,k dan S _+,k adalah operator penurun dan peningkatan putaran atom k (dalam basis |↓⟩ =|g⟩, |↑=|r⟩, mereka adalah S =|g⟨r|, S =( S₋) † =|r⟨g|) ₊ ₋}
- Δ _global (t) adalah detuning global yang bergantung pada waktu
- n _k adalah operator proyeksi pada keadaan Rydberg atom k (yaitu, n=|r⟨r|)
H _{local detuning,k} (t) =-Δ _local (t) h n _k _k
- Δ _local (t) adalah faktor yang bergantung pada waktu dari pergeseran frekuensi lokal, dalam satuan (rad/s)
- h _k adalah faktor yang bergantung pada lokasi, bilangan tak berdimensi antara 0,0 dan 1,0
V _vdw,k,l = C₆/(d_k,l) ⁶ n _k n_l,
- C ₆ adalah koefisien van der Waals, dalam satuan (rad/s) * (m) ^6
- d _k,l adalah jarak Euclidean antara atom k dan l, diukur dalam meter.

Pengguna memiliki kontrol atas parameter berikut melalui skema program Braket AHS.

Susunan atom 2-d (_k_kkoordinat x dan y dari setiap atom k, dalam satuan um), yang mengontrol jarak atom berpasangan d _k,l dengan k, l=1,2,... N
Ω (t), frekuensi Rabi global yang bergantung pada waktu, dalam satuan (rad/s)
φ (t), fase global yang bergantung pada waktu, dalam satuan (rad)
Δ _global (t), detuning global yang bergantung pada waktu, dalam satuan (rad/s)
Δ _local (t), faktor yang bergantung pada waktu (global) dari besarnya detuning lokal, dalam satuan (rad/s)
h_k, faktor yang bergantung pada lokasi (statis) dari besarnya detuning lokal, bilangan tak berdimensi antara 0,0 dan 1,0

catatan

Pengguna tidak dapat mengontrol level mana yang terlibat (yaitu, S ₋₊, S, n operator tetap) atau kekuatan koefisien Rydberg-Rydberg interaksi (C₆).

Skema program Braket AHS

Braket.ir.ahs.program_v1.Program objek (contoh)

catatan

Jika fitur detuning lokal tidak diaktifkan untuk akun Anda, gunakan localDetuning=[] dalam contoh berikut.


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 (contoh)

catatan

Jika fitur detuning lokal tidak diaktifkan untuk akun Anda, gunakan "localDetuning": [] dalam contoh berikut.


{
    "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]
                }
            }
        ]
    }
}

Bidang utama
Bidang program	jenis	deskripsi
setup.ahs_register.sites	Daftar [Daftar [Desimal]]	Daftar koordinat 2-d tempat pinset menjebak atom
setup.ahs_register.filling	Daftar [int]	Menandai atom yang menempati situs perangkap dengan 1, dan situs kosong dengan 0
Hamiltonian.drivingFields [] .amplitude.time_series.times	Daftar [Desimal]	titik waktu amplitudo mengemudi, Omega (t)
Hamiltonian.drivingFields [] .amplitude.time_series.values	Daftar [Desimal]	nilai amplitudo mengemudi, Omega (t)
Hamiltonian.drivingFields [] .amplitude.pattern	str	pola spasial amplitudo mengemudi, Omega (t); harus 'seragam'
Hamiltonian.drivingFields [] .phase.time_series.times	Daftar [Desimal]	titik waktu fase mengemudi, phi (t)
Hamiltonian.drivingFields [] .phase.time_series.values	Daftar [Desimal]	nilai fase mengemudi, phi (t)
Hamiltonian.drivingFields [] .phase.pattern	str	pola spasial fase mengemudi, phi (t); harus 'seragam'
Hamiltonian.drivingFields [] .detuning.time_series.times	Daftar [Desimal]	titik waktu mengemudi detuning, Delta_global (t)
Hamiltonian.drivingFields [] .detuning.time_series.values	Daftar [Desimal]	nilai detuning mengemudi, Delta_global (t)
Hamiltonian.drivingFields [] .detuning.pattern	str	pola spasial mengemudi detuning, Delta_global (t); harus 'seragam'
Hamiltonian.localdeTuning [] .magnitude.time_series.times	Daftar [Desimal]	titik waktu dari faktor yang bergantung pada waktu dari besaran detuning lokal, Delta_local (t)
Hamiltonian.localdeTuning [] .magnitude.time_series.values	Daftar [Desimal]	nilai faktor yang bergantung pada waktu dari besaran detuning lokal, Delta_local (t)
Hamiltonian.localdeTuning [] .magnitude.pattern	Daftar [Desimal]	faktor yang bergantung pada situs dari besaran detuning lokal, h_k (nilai sesuai dengan situs di setup.ahs_register.sites)

Kolom metadata
Bidang program	jenis	deskripsi
braket SchemaHeader.name	str	nama skema; harus 'braket.ir.ahs.program'
braket SchemaHeader.version	str	versi skema

Skema hasil tugas Braket AHS

braket.tasks.analog_hamiltonian_simulation_quantum_task_result. AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(contoh)


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 (contoh)


{
    "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
        }
    }
}

Bidang utama
Bidang hasil tugas	jenis	deskripsi
pengukuran [] .shot Result.preSequence	Daftar [int]	Pre-sequence bit pengukuran (satu untuk setiap situs atom) untuk setiap bidikan: 0 jika situs kosong, 1 jika situs diisi, diukur sebelum urutan pulsa yang menjalankan evolusi kuantum
pengukuran [] .shot Result.postSequence	Daftar [int]	Post-sequence bit pengukuran untuk setiap bidikan: 0 jika atom dalam keadaan Rydberg atau situs kosong, 1 jika atom dalam keadaan dasar, diukur pada akhir urutan pulsa yang menjalankan evolusi kuantum

Kolom metadata
Bidang hasil tugas	jenis	deskripsi
braket SchemaHeader.name	str	nama skema; harus 'braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result'
braket SchemaHeader.version	str	versi skema
tugas Metadata.braketSchemaHeader.name	str	nama skema; harus 'braket.task_result.task_metadata'
tugas Metadata.braketSchemaHeader.version	str	versi skema
tugas Metadata.id	str	ID tugas kuantum. Untuk tugas AWS kuantum, ini adalah tugas kuantum ARN.
tugas Metadata.shots	int	Jumlah bidikan untuk tugas kuantum
tugas Metadata.shots.deviceId	str	ID perangkat tempat tugas kuantum dijalankan. Untuk AWS perangkat, ini adalah perangkat ARN.
tugas Metadata.shots.createdAt	str	Stempel waktu pembuatan; formatnya harus dalam format ISO-8601/RFC3339 string. YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.sssZ Defaultnya adalah None.
tugas Metadata.shots.endedAt	str	Stempel waktu kapan tugas kuantum berakhir; formatnya harus dalam format ISO-8601/RFC3339 string. YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.sssZ Defaultnya adalah None.
tugas Metadata.shots.status	str	Status tugas kuantum (CREATED, QUEUED, RUNNING, COMPLETED, FAILED). Defaultnya adalah None.
tugas Metadata.shots.failureReason	str	Alasan kegagalan tugas kuantum. Defaultnya adalah None.
tambahan Metadata.action	Braket.ir.ahs.program_v1.program	(Lihat bagian skema program Braket AHS)
tambahan Metadata.action.braketSchemaHeader.queraMetadata.name	str	nama skema; harus 'braket.task_result.quera_metadata'
tambahan Metadata.action.braketSchemaHeader.queraMetadata.version	str	versi skema
tambahan Metadata.action.numSuccessfulShots	int	jumlah tembakan yang benar-benar berhasil; harus sama dengan jumlah tembakan yang diminta
pengukuran [] .shot Metadata.shotStatus	int	Status tembakan, (Sukses, Sukses sebagian, Kegagalan); harus “Sukses”

QuEra skema properti perangkat

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


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 (contoh)


{
    "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
        ...
    }
}

Bidang properti layanan
Bidang properti layanan	jenis	deskripsi
Service.ExecutionWindows [] .ExecutionDay	ExecutionDay	Hari dari jendela eksekusi; harus 'Setiap Hari', 'Hari Kerja', 'Akhir Pekan', 'Senin', 'Selasa', 'Rabu', Kamis', 'Jumat', 'Sabtu' atau 'Minggu'
Service.ExecutionWindows [] .window StartHour	datetime.time	Format 24 jam UTC saat jendela eksekusi dimulai
Service.ExecutionWindows [] .window EndHour	datetime.time	Format 24 jam UTC saat jendela eksekusi berakhir
Service.qpu_capabilities.service.shotsrange	Tupel [int, int]	Jumlah bidikan minimum dan maksimum untuk perangkat
service.qpu_capabilities.service.device Cost.price	float	Harga perangkat dalam hal dolar AS
service.qpu_capabilities.service.device Cost.unit	str	unit untuk mengisi harga, misalnya: 'menit', 'jam', 'tembakan', 'tugas'

Kolom metadata
Bidang metadata	jenis	deskripsi
aksi [] .versi	str	versi skema program AHS
tindakan [] .actionType	ActionType	Nama skema program AHS; harus 'braket.ir.ahs.program'
service.braket SchemaHeader.name	str	nama skema; harus 'braket.device_schema.device_service_properties'
service.braket SchemaHeader.version	str	versi skema
service.device Documentation.imageUrl	str	URL untuk gambar perangkat
service.device Documentation.summary	str	deskripsi singkat tentang perangkat
service.device Documentation.externalDocumentationUrl	str	URL dokumentasi eksternal
Service.deviceLocation	str	lokasi geografis untuk perangkat
Service.updateDat	datetime	waktu ketika properti perangkat terakhir diperbarui

Awas Javascript dinonaktifkan atau tidak tersedia di browser Anda.

Untuk menggunakan Dokumentasi AWS, Javascript harus diaktifkan. Lihat halaman Bantuan browser Anda untuk petunjuk.

Konvensi Dokumen

Halo AHS: Jalankan Simulasi Hamiltonian Analog pertama Anda

(Lanjutan) Bekerja dengan AWS Boto3