Terjemahan disediakan oleh mesin penerjemah. Jika konten terjemahan yang diberikan bertentangan dengan versi bahasa Inggris aslinya, utamakan versi bahasa Inggris.
Bandingkan simulator Amazon Braket
Bagian ini membantu Anda memilih simulator Amazon Braket yang paling cocok untuk tugas kuantum Anda, dengan menjelaskan beberapa konsep, batasan, dan kasus penggunaan.
Memilih antara simulator lokal dan simulator sesuai permintaan (SV1,,) TN1 DM1
Kinerja simulator lokal tergantung pada perangkat keras yang menghosting lingkungan lokal, seperti instance notebook Braket, yang digunakan untuk menjalankan simulator Anda. Simulator sesuai permintaan berjalan di AWS cloud dan dirancang untuk skala di luar lingkungan lokal yang khas. Simulator sesuai permintaan dioptimalkan untuk sirkuit yang lebih besar, tetapi menambahkan beberapa overhead latensi per tugas kuantum atau kumpulan tugas kuantum. Ini dapat menyiratkan trade-off jika banyak tugas kuantum terlibat. Dengan karakteristik kinerja umum ini, panduan berikut dapat membantu Anda memilih cara menjalankan simulasi, termasuk yang berisik.
Untuk simulasi:
-
Saat menggunakan kurang dari 18qubits, gunakan simulator lokal.
-
Saat mempekerjakan 18-24qubits, pilih simulator berdasarkan beban kerja.
-
Saat menggunakan lebih dari 24qubits, gunakan simulator sesuai permintaan.
Untuk simulasi kebisingan:
-
Saat menggunakan kurang dari 9qubits, gunakan simulator lokal.
-
Saat menggunakan 9-12qubits, pilih simulator berdasarkan beban kerja.
-
Saat mempekerjakan lebih dari 12qubits, gunakanDM1.
Apa itu simulator vektor negara?
SV1adalah simulator vektor negara universal. Ini menyimpan fungsi gelombang penuh dari keadaan kuantum dan secara berurutan menerapkan operasi gerbang ke keadaan. Ini menyimpan semua kemungkinan, bahkan yang sangat tidak mungkin. Waktu berjalan SV1 simulator untuk tugas kuantum meningkat secara linier dengan jumlah gerbang di sirkuit.
Apa itu simulator matriks kepadatan?
DM1mensimulasikan sirkuit kuantum dengan noise. Ini menyimpan matriks kepadatan penuh dari sistem dan secara berurutan menerapkan gerbang dan operasi kebisingan sirkuit. Matriks kerapatan akhir berisi informasi lengkap tentang keadaan kuantum setelah rangkaian berjalan. Runtime umumnya menskalakan secara linier dengan jumlah operasi dan secara eksponensial dengan jumlah. qubits
Apa itu simulator jaringan tensor?
TN1mengkodekan sirkuit kuantum menjadi grafik terstruktur.
-
Simpul grafik terdiri dari gerbang kuantum, atauqubits.
-
Tepi grafik menunjukkan koneksi antargerbang.
Sebagai hasil dari struktur ini, TN1 dapat menemukan solusi simulasi untuk sirkuit kuantum yang relatif besar dan kompleks.
TN1membutuhkan dua fase
Biasanya, TN1 beroperasi dalam pendekatan dua fase untuk mensimulasikan komputasi kuantum.
-
Fase latihan: Pada fase ini, TN1 muncul cara untuk melintasi grafik dengan cara yang efisien, yang melibatkan mengunjungi setiap node sehingga Anda dapat memperoleh pengukuran yang Anda inginkan. Sebagai pelanggan, Anda tidak melihat fase ini karena TN1 melakukan kedua fase bersama untuk Anda. Ini menyelesaikan fase pertama dan menentukan apakah akan melakukan fase kedua sendiri berdasarkan kendala praktis. Anda tidak memiliki masukan ke dalam keputusan itu setelah simulasi dimulai.
-
Fase kontraksi: Fase ini analog dengan fase eksekusi komputasi dalam komputer klasik. Fase kontraksi terdiri atas serangkaian perkalian matriks. Urutan perkalian ini memiliki efek yang besar pada kesulitan komputasi. Oleh karena itu, fase latihan dilakukan terlebih dahulu untuk menemukan jalur komputasi yang paling efektif di seluruh grafik. Setelah menemukan jalur kontraksi selama fase latihan, TN1 kontraksikan gerbang sirkuit Anda untuk menghasilkan hasil simulasi.
TN1grafik analog dengan peta
Secara metaforis, Anda dapat membandingkan TN1 grafik yang mendasarinya dengan jalan-jalan kota. Di kota dengan grid yang direncanakan, mudah untuk menemukan rute ke tujuan Anda menggunakan peta. Di kota dengan jalan-jalan yang tidak direncanakan, nama jalan duplikat, dan sebagainya, sulit untuk menemukan rute ke tujuan Anda dengan melihat peta.
Jika TN1 tidak melakukan fase latihan, itu akan seperti berjalan di sekitar jalan-jalan kota untuk menemukan tujuan Anda, daripada melihat peta terlebih dahulu. Ini benar-benar lebih menghemat waktu dari segi waktu berjalan dibandingkan waktu yang dihabiskan untuk melihat peta. Demikian pula, fase latihan memberikan informasi berharga.
Anda mungkin mengatakan bahwa TN1 memiliki “kesadaran” tertentu tentang struktur sirkuit yang mendasarinya yang dilaluinya. Ini mendapatkan kesadaran ini selama fase latihan.
Jenis masalah yang paling cocok untuk masing-masing jenis simulator
SV1sangat cocok untuk setiap kelas masalah yang bergantung terutama pada memiliki sejumlah qubits dan gerbang tertentu. Umumnya, waktu yang dibutuhkan tumbuh secara linier dengan jumlah gerbang, sementara itu tidak tergantung pada jumlah. shots SV1umumnya lebih cepat daripada TN1 sirkuit di bawah 28qubits.
SV1bisa lebih lambat untuk qubit angka yang lebih tinggi karena sebenarnya mensimulasikan semua kemungkinan, bahkan yang sangat tidak mungkin. Ini tidak memiliki cara untuk menentukan kemungkinan hasil. Jadi, untuk 30-qubit evaluasi, SV1 harus menghitung 2^30 konfigurasi. Batas 34 qubits untuk SV1 simulator Amazon Braket adalah kendala praktis karena keterbatasan memori dan penyimpanan. Anda dapat memikirkannya seperti ini: Setiap kali Anda qubit menambahkanSV1, masalahnya menjadi dua kali lebih sulit.
Untuk banyak kelas masalah, TN1 dapat mengevaluasi sirkuit yang jauh lebih besar dalam waktu realistis daripada SV1 karena TN1 mengambil keuntungan dari struktur grafik. Ini pada dasarnya melacak evolusi solusi dari tempat awalnya dan hanya mempertahankan konfigurasi yang berkontribusi pada traversal yang efisien. Dengan kata lain, ini menyimpan konfigurasi untuk membuat urutan perkalian matriks yang menghasilkan proses evaluasi yang lebih sederhana.
SebabTN1, jumlah qubits dan gerbang penting, tetapi struktur grafik lebih penting. Misalnya, TN1 sangat baik dalam mengevaluasi sirkuit (grafik) di mana gerbang jarak pendek (yaitu, masing-masing qubit dihubungkan oleh gerbang hanya ke tetangga terdekatnyaqubits), dan sirkuit (grafik) di mana koneksi (atau gerbang) memiliki jangkauan yang sama. Rentang khas untuk TN1 adalah memiliki masing-masing qubit berbicara hanya dengan qubits yang lain yang qubits berjarak 5. Jika sebagian besar struktur dapat didekomposisi menjadi hubungan yang lebih sederhana seperti ini, yang dapat direpresentasikan dalam matriks yang lebih banyak, lebih kecil, atau lebih seragam, TN1 lakukan evaluasi secara efisien.
Keterbatasan TN1
TN1bisa lebih lambat daripada SV1 tergantung pada kompleksitas struktural grafik. Untuk grafik tertentu, TN1 akhiri simulasi setelah tahap latihan, dan menunjukkan status, karena salah satu dari dua FAILED alasan ini:
-
Tidak dapat menemukan jalur — Jika grafik terlalu rumit, terlalu sulit untuk menemukan jalur traversal yang baik dan simulator menyerah pada komputasi. TN1tidak dapat melakukan kontraksi. Anda mungkin melihat pesan kesalahan yang mirip dengan pesan ini:
No viable contraction path found. -
Tahap kontraksi terlalu sulit — Dalam beberapa grafik, TN1 dapat menemukan jalur traversal, tetapi sangat panjang dan sangat memakan waktu untuk mengevaluasi. Dalam hal ini, kontraksi sangat mahal sehingga biayanya menjadi penghalang dan sebaliknya, TN1 keluar setelah fase latihan. Anda mungkin melihat pesan kesalahan yang mirip dengan pesan ini:
Predicted runtime based on best contraction path found exceeds TN1 limit.
catatan
Anda ditagih untuk tahap latihan TN1 bahkan jika kontraksi tidak dilakukan dan Anda melihat status. FAILED
Runtime yang diprediksi juga tergantung pada shot hitungan. Dalam skenario terburuk, waktu TN1 kontraksi tergantung secara linier pada hitungan. shot Sirkuit mungkin dapat dikontrak dengan lebih sedikitshots. Misalnya, Anda mungkin mengirimkan tugas kuantum dengan 100shots, yang TN1 memutuskan tidak dapat dikontrak, tetapi jika Anda mengirim ulang hanya dengan 10, kontraksi berlanjut. Dalam situasi ini, untuk mencapai 100 sampel, Anda dapat mengirimkan 10 tugas kuantum 10 shots untuk sirkuit yang sama dan menggabungkan hasilnya pada akhirnya.
Sebagai praktik terbaik, kami menyarankan Anda untuk selalu menguji sirkuit atau kelas sirkuit Anda dengan beberapa shots (misalnya, 10) untuk mengetahui seberapa keras sirkuit AndaTN1, sebelum Anda melanjutkan dengan jumlah yang lebih tinggishots.
catatan
Rangkaian perkalian yang membentuk fase kontraksi dimulai dengan matriks kecil NxN. Misalnya, 2-qubit gerbang membutuhkan matriks 4x4. Matriks menengah yang diperlukan selama kontraksi yang dinilai terlalu sulit adalah yang berukuran raksasa. Komputasi tersebut akan membutuhkan waktu berhari-hari untuk menyelesaikan. Itulah sebabnya Amazon Braket tidak mencoba kontraksi yang sangat kompleks.
Konkurensi
Semua simulator Braket memberi Anda kemampuan untuk menjalankan beberapa sirkuit secara bersamaan. Batas konkurensi bervariasi menurut simulator dan wilayah. Untuk informasi selengkapnya tentang batas konkurensi, lihat halaman Kuota.
