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# Amazon Braket の用語と概念
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**ヒント**  
**量子コンピューティングの基礎について説明します AWS。**[Amazon Braket Digital Learning Plan](https://skillbuilder.aws/learning-plan/EH35DWGU3R/amazon-braket--knowledge-badge-readiness-path-includes-labs) に登録し、一連のラーニングコースとデジタル評価を完了して自身にデジタルバッジを獲得してください。

Braket では、次の概念と用語が使用されます。

  **アナログハミルトニアンシミュレーション**   
アナログハミルトニアンシミュレーション (AHS) は、多体系の時間依存量子力学を直接シミュレーションするための個別の量子コンピューティングパラダイムです。AHS では、ユーザーが時間依存のハミルトニアンを直接指定し、量子コンピュータは、このハミルトニアンの下での継続的な時間発展を直接エミュレートするようにチューニングされます。AHS デバイスは通常、専用デバイスであり、ゲートベースのデバイスのような汎用量子コンピュータではありません。AHS デバイスは、シミュレートできるハミルトニアンのクラスに制限されます。ただし、これらのハミルトニアンはデバイスに元々実装されているため、AHS は、アルゴリズムを回路として作成してゲート操作を実装するために必要なオーバーヘッドに悩まされません。

 ** Braket**   
私たちは量子力学における標準的な記法である[ブラケット記法](https://en.wikipedia.org/wiki/Bra%E2%80%93ket_notation)にちなんで Braket サービスと名付けました。量子系の状態を記述するために 1939 年に Paul Dirac によって導入され、ディラック記法とも呼ばれます。

  ** Braket Direct**   
Braket Direct を使用すると、選択したさまざまな量子デバイスへの専用アクセスを予約したり、量子コンピューティングのスペシャリストと繋がってワークロードのガイダンスを受け取ったり、可用性が制限された新しい量子デバイスなどの次世代機能に早期にアクセスしたりできるようになります。

  ** Braket ハイブリッドジョブ**   
Amazon Braket には、ハイブリッドアルゴリズムのフルマネージド実行を提供する Amazon Braket Hybrid Jobs と呼ばれる機能があります。Braket ハイブリッドジョブは、3 つのコンポーネントで構成されています。  

1. スクリプト、Python モジュール、または Docker コンテナとして提供できるアルゴリズムの定義。

1. アルゴリズムを実行する Amazon EC2 に基づく*ハイブリッドジョブインスタンス*。デフォルトは ml.m5.xlarge インスタンスです。

1. アルゴリズムの一部である*量子タスク*を実行する*量子デバイス*。1 つのジョブには、通常、多数の量子タスクから成る 1 つのコレクションが含まれます。

 **デバイス**   
Amazon Braket では、デバイスは*量子タスク*を実行できるバックエンドです。デバイスは *QPU* または*量子回路シミュレーター*である可能性があります。詳細については、「[Amazon Braket supported devices](braket-devices.md)」を参照してください。

  **エラー緩和**   
エラー緩和とは、複数の物理回路を実行し、その測定値を組み合わせて結果を改善することです。詳細については、「[エラー緩和手法](braket-error-mitigation.md)」を参照してください。

 **ゲートベースの量子コンピューティング**   
ゲートベースの量子コンピューティング (QC) (回路ベースの QC とも呼ばれる) では、計算は基本演算 (ゲート) に分割されます。ある種のゲートの集合は汎用的です。つまり、すべての計算がそれらのゲートの有限列として表現できます。ゲートは、*量子回路*の構成要素であり、古典的なデジタル回路の論理ゲートに似ています。

  **ゲートショットの制限**   
ゲートショットの制限とは、ショットあたりの合計ゲート数 (すべてのゲートタイプの合計) とタスクあたりのショット数に関するものです。数学的には、ゲートショット制限は次のように表現できます。  
`Gateshot limit = (Gate count per shot) * (Shot count per task)`

  **ハミルトニアン**   
物理システムの量子力学は、そのハミルトニアンによって決定されます。ハミルトニアンは、システムの構成要素間の相互作用と外部駆動力による作用に関するすべての情報をエンコードしたものです。N 量子ビットシステムのハミルトニアンは、一般的に古典マシンにある複素数の 2N x 2N マトリックスとして表されます。量子デバイスでアナログハミルトニアンシミュレーションを実行することで、こういった大きなリソース要件を回避できます。

  **パルス**   
パルスは、量子ビットに送信される物理的な過渡信号です。パルスは、キャリア信号のサポートとして機能してハードウェアチャネルまたはポートにバインドされるフレーム内で再生される波形によって記述されます。カスタマーは、高周波正弦波キャリア信号を調整するアナログエンベロープを提供することで、独自のパルスを設計できます。フレームは、量子ビットの \|0⟩ と \|1⟩ のエネルギー準位間のエネルギー分離と共鳴するように頻繁に選択される周波数および位相によって一意に記述されます。したがって、ゲートは、事前に定義された形状と、その振幅、周波数、期間などのキャリブレーションされたパラメータを持つパルスとして作成されます。テンプレート波形でカバーされていないユースケースは、カスタム波形を介して有効になります。カスタム波形は、固定された物理サイクル時間で区切られた値のリストを提供することで、シングルサンプルの分解能で指定されます。

 **量子回路**   
量子回路は、ゲートベースの量子コンピュータ上の計算を定義する命令セットです。量子回路は、量子ゲート (qubit レジスタ上の可逆変換) と測定命令のシーケンスです。

 **量子回路シミュレーター**   
量子回路シミュレーターは、古典的なコンピュータ上で動作し、*量子回路*の測定結果を計算するコンピュータプログラムです。一般的な回路では、量子シミュレーションのリソース要件は、シミュレーションする qubits の数とともに指数関数的に増加します。Braket は、マネージド (Braket API を介してアクセス) とローカル (Amazon Braket SDK の一部) 量子回路シミュレーターの両方へのアクセスを提供します。

 **量子コンピュータ**   
量子コンピュータとは、重ね合わせやもつれなどの量子力学現象を用いて計算を行う物理デバイスです。量子コンピューティング (QC) には、*ゲートベース*の QC をはじめとするさまざまなパラダイムがあります。

 **量子処理ユニット (QPU)**   
QPU は、量子タスクを実行できる物理量子コンピューティングデバイスです。QPU は、ゲートベースの QC をはじめとするさまざまな QC パラダイムをベースにすることができます。詳細については、「[Amazon Braket supported devices](braket-devices.md)」を参照してください。

 **QPU ネイティブゲート**   
QPU ネイティブゲートは、QPU 制御システムによって制御パルスに直接マッピングできます。ネイティブゲートは、さらにコンパイルしなくても QPU デバイス上で実行できます。*QPU がサポートするゲート*のサブセット。デバイスのネイティブゲートは、Amazon Braket コンソールの **[デバイス]** ページおよび Braket SDK から確認できます。

 **QPU がサポートするゲート**   
QPU がサポートするゲートは、QPU デバイスで受け入れられるゲートです。これらのゲートは QPU で直接実行されない場合があります。つまり、ネイティブゲートに分解する必要がある可能性があります。デバイスサポートされるゲートは、Amazon Braket コンソールの **[デバイス]** ページおよび Amazon Braket SDK から確認できます。

 **量子タスク**   
Braket では、量子タスクは*デバイス*へのアトミックリクエストです。*ゲートベースの QC* デバイスの場合、これには、量子回路 (測定命令と shots 数を含む) 、およびその他の要求メタデータが含まれます。量子タスクを作成するには、Amazon Braket SDK を介するか、CreateQuantumTask API オペレーションを直接使用します。量子タスクを作成した後、リクエストされたデバイスが使用可能になるまで、タスクはキューに入れられます。量子タスクは、Amazon Braket コンソールの **[量子タスク]** ページで表示するか、GetQuantumTask または SearchQuantumTasks API オペレーションを使用して表示できます。

  ** Qubit **   
量子コンピュータにおける情報の基本単位は、古典コンピューティングのビットに非常に似ているため、qubit (量子ビット) と呼ばれます。qubitは、超伝導回路、あるいは個々のイオンや原子など、さまざまな物理的実装によって実現できる 2 つのレベルの量子システムです。他の qubit タイプは、光子、電子スピンまたは核スピン、またはよりエキゾチックな量子システムに基づいています。

  ** Queue depth **   
Queue depth とは、特定のデバイスに対してキューに入れられた量子タスクとハイブリッドジョブの数のことです。デバイスの量子タスクとハイブリッドジョブキューの数を知るには、Braket Software Development Kit (SDK) または Amazon Braket Management Console を使用します。  

1. *タスクキューの深さ*は、通常の優先度で実行を待っている量子タスクの合計数のことです。

1. *優先度タスクキューの深さ*は、Amazon Braket Hybrid Jobs での実行を待機している送信済み量子タスクの合計数のことです。これらのタスクは、ハイブリッドジョブが開始されると、スタンドアロンタスクよりも優先されます。

1. *ハイブリッドジョブキューの深さ*は、現在デバイスのキューに入っているハイブリッドジョブの合計数のことです。ハイブリッドジョブの一部として送信された Quantum tasks は、Priority Task Queue に集約され、高い優先度が付けられます。

  ** Queue position **   
Queue positionとは、量子タスクまたはハイブリッドジョブの、各デバイスキュー内での現在の位置のことです。量子タスクまたはハイブリッドジョブのキュー位置を取得するには、Braket Software Development Kit (SDK) または Amazon Braket Management Console を使用します。

  ** Shots **   
量子コンピューティングは本質的に確率論的であるため、正確な結果を得るためには、回路を複数回評価する必要があります。単一の回路の実行と測定は、ショットと呼ばれます。回路のショット (繰り返し実行) の数は、結果の望ましい精度に基づいて選択されます。

## AWS Amazon Braket の用語とヒント
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 **IAM ポリシー**   
IAM ポリシーは、 AWS のサービス のサービスとリソースに対する権限を許可または拒否するドキュメントです。IAM ポリシーを使用すると、リソースへのユーザーのアクセスレベルをカスタマイズできます。たとえば、 内のすべての Amazon S3 バケットへのアクセスをユーザーに許可したり AWS アカウント、特定のバケットのみにアクセスを許可したりできます。  
+  **ベストプラクティス:** セキュリティ原則に従う*最小特権*アクセス許可を付与する場合。この原則に従うことで、ユーザーまたはロールが量子タスクの実行に必要とされるのよりも広範なアクセス許可を持つのを防ぐことができます。例えば、従業員が特定のバケットのみにアクセスする必要がある場合は、従業員には、 AWS アカウント内のすべてのバケットへのアクセス権を付与するのではなく、IAM ポリシーでバケットを指定します。

  **IAM ロール**   
IAM ロールは、アクセス許可に一時的にアクセスするために引き受けることができるアイデンティティです。ユーザー、アプリケーション、またはサービスが IAM ロールを引き受ける前に、ロールを切り替えるためのアクセス許可を付与する必要があります。IAM ロールを引き受けると、以前のロールで持っていた以前のすべてのアクセス許可を放棄し、新しいロールのアクセス許可を引き受けます。  
+  **ベストプラクティス:** IAM ロールは、長期的にではなく、サービスまたはリソースへのアクセスを一時的に付与する必要がある状況に最適です。

 **Amazon S3 バケット**   
 Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) は、データを*オブジェクト*としてバケットに保存 AWS のサービス できる です。 **Amazon S3 バケットは、無制限のストレージスペースを提供します。Amazon S3 バケット内のオブジェクトの最大サイズは 5 TB です。画像、動画、テキストファイル、バックアップファイル、ウェブサイトのメディアファイル、アーカイブされたドキュメント、Braket 量子タスクの結果など、あらゆるタイプのファイルデータを Amazon S3 バケットにアップロードできます。  
+  **ベストプラクティス:** S3 バケットへのアクセスを制御するためのアクセス許可を設定できます。詳細については、Amazon S3 ドキュメントの「[バケットポリシー](https://docs.aws.amazon.com/AmazonS3/latest/userguide/bucket-policies.html)」を参照してください。