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여러 프로그램 실행

Amazon Braket은 여러 양자 프로그램을 효율적으로 실행하기 위한 두 가지 접근 방식인 프로그램 세트와 양자 작업 일괄 처리를 제공합니다.

프로그램 세트는 여러 프로그램으로 워크로드를 실행하는 데 선호되는 방법입니다. 이를 통해 여러 프로그램을 단일 Amazon Braket 양자 작업으로 패키징할 수 있습니다. 프로그램 세트는 특히 프로그램 실행 수가 100개에 가까울 때 프로그램을 개별적으로 제출하는 것에 비해 성능을 개선하고 비용을 절감합니다.

현재 IQM 및 Rigetti 디바이스는 프로그램 세트를 지원합니다. 프로그램 세트를 QPUs에 제출하기 전에 먼저 Amazon Braket Local Simulator에서 테스트하는 것이 좋습니다. 디바이스가 프로그램 세트를 지원하는지 확인하려면 Amazon Braket SDK를 사용하여 디바이스의 속성을 보거나 Amazon Braket 콘솔에서 디바이스 페이지를 볼 수 있습니다.

다음 예제에서는 프로그램 세트를 실행하는 방법을 보여줍니다.

from math import pi
from braket.devices import LocalSimulator
from braket.program_sets import ProgramSet
from braket.circuits import Circuit

program_set = ProgramSet([
    Circuit().h(0).cnot(0,1),
    Circuit().rx(0, pi/4).ry(1, pi/8).cnot(1,0),
    Circuit().t(0).t(1).cz(0,1).s(0).cz(1,2).s(1).s(2),
])

device = LocalSimulator()
result = device.run(program_set, shots=300).result()
print(result[0][0].counts)  # The result of the first program in the program set

프로그램 세트를 구성하는 다양한 방법(예: 단일 프로그램으로 많은 관찰 가능 항목 또는 파라미터에서 프로그램 세트를 구성)과 프로그램 세트 결과를 검색하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 Amazon Braket 개발자 안내서의 프로그램 세트 섹션과 Braket 예제 Github 리포지토리의 프로그램 세트 폴더를 참조하세요.

Quantum 작업 일괄 처리는 모든 Amazon Braket 디바이스에서 사용할 수 있습니다. 일괄 처리는 여러 양자 작업을 병렬로 처리할 수 있으므로 온디맨드 시뮬레이터(SV1, DM1 또는 TN1)에서 실행하는 양자 작업에 특히 유용합니다. 일괄 처리를 사용하면 양자 작업을 병렬로 시작할 수 있습니다. 예를 들어 10개의 양자 작업이 필요하고 해당 양자 작업의 프로그램이 서로 독립적이어야 하는 계산을 수행하려는 경우 작업 일괄 처리를 사용하는 것이 좋습니다. 프로그램 세트를 지원하지 않는 디바이스에서 여러 프로그램으로 워크로드를 실행할 때 양자 작업 일괄 처리를 사용합니다.

다음 예제에서는 양자 작업 배치를 실행하는 방법을 보여줍니다.

from braket.circuits import Circuit
from braket.devices import LocalSimulator

bell = Circuit().h(0).cnot(0, 1)
circuits = [bell for _ in range(5)]

device = LocalSimulator()
batch = device.run_batch(circuits, shots=100)
print(batch.results()[0].measurement_counts)  # The result of the first quantum task in the batch

일괄 처리에 대한 자세한 내용은 GitHub의 Amazon Braket 예제를 참조하세요.

프로그램 세트 및 비용 정보

프로그램 세트는 최대 100개의 프로그램 또는 파라미터 세트를 단일 양자 작업으로 패키징하여 여러 양자 프로그램을 효율적으로 실행합니다. 프로그램 세트를 사용하면 모든 프로그램의 총 샷을 기준으로 작업당 요금과 샷당 요금만 지불하면 되므로 프로그램을 개별적으로 제출하는 것보다 비용이 크게 절감됩니다. 이 접근 방식은 많은 프로그램이 있고 프로그램당 샷 수가 적은 워크로드에 특히 유용합니다. 프로그램 세트는 현재 IQM 및 Rigetti 디바이스와 Amazon Braket Local Simulator에서 지원됩니다.

자세한 내용은 프로그램 세트 섹션에서 자세한 구현 단계, 모범 사례 및 코드 예제를 참조하세요.

양자 작업 일괄 처리 및 비용 정보

양자 작업 일괄 처리 및 결제 비용과 관련하여 유의해야 할 몇 가지 주의 사항은 다음과 같습니다.

Quantum 작업 일괄 처리 및 PennyLane

다음 예제와 같이 Amazon Braket에서 PennyLane을 사용할 때 Amazon Braket 디바이스를 인스턴스화할 parallel = True 때를 설정하여 일괄 처리를 활용합니다.

import pennylane as qml

# Define the number of wires (qubits) you want to use
wires = 2  # For example, using 2 qubits

# Define your S3 bucket 
my_bucket = "amazon-braket-s3-demo-bucket"
my_prefix = "pennylane-batch-output"
s3_folder = (my_bucket, my_prefix)

device = qml.device("braket.aws.qubit", 
                    device_arn="arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/sv1", 
                    wires=wires, 
                    s3_destination_folder=s3_folder, 
                    parallel=True)

PennyLane을 사용한 일괄 처리에 대한 자세한 내용은 양자 회로의 병렬 최적화를 참조하세요.

작업 일괄 처리 및 파라미터화된 회로

파라미터화된 회로가 포함된 양자 작업 배치를 제출할 때 배치의 모든 양자 작업에 사용되는 inputs 사전 또는 입력 사전list의를 제공할 수 있습니다.이 경우 다음 예제와 같이 i-번째 사전이 i-번째 작업과 쌍을 이룹니다.

from braket.circuits import Circuit, FreeParameter, Observable
from braket.aws import AwsQuantumTaskBatch, AwsDevice

# Define your quantum device
device = AwsDevice("arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/sv1")

# Create the free parameters
alpha = FreeParameter('alpha')
beta = FreeParameter('beta')

# Create two circuits
circ_a = Circuit().rx(0, alpha).ry(1, alpha).cnot(0, 2).xx(0, 2, beta)
circ_a.variance(observable=Observable.Z(), target=0)

circ_b = Circuit().rx(0, alpha).rz(1, alpha).cnot(0, 2).zz(0, 2, beta)
circ_b.expectation(observable=Observable.Z(), target=2)

# Use the same inputs for both circuits in one batch
tasks = device.run_batch([circ_a, circ_b], inputs={'alpha': 0.1, 'beta': 0.2})

# Or provide each task its own set of inputs
inputs_list = [{'alpha': 0.3, 'beta': 0.1}, {'alpha': 0.1, 'beta': 0.4}]

tasks = device.run_batch([circ_a, circ_b], inputs=inputs_list)

단일 파라미터 회로에 대한 입력 사전 목록을 준비하여 양자 작업 배치로 제출할 수도 있습니다. 목록에 N개의 입력 사전이 있는 경우 배치에는 N개의 양자 작업이 포함됩니다. i-th 양자 작업은 i-th 입력 사전으로 실행된 회로에 해당합니다.

from braket.circuits import Circuit, FreeParameter

# Create a parametric circuit
circ = Circuit().rx(0, FreeParameter('alpha'))

# Provide a list of inputs to execute with the circuit
inputs_list = [{'alpha': 0.1}, {'alpha': 0.2}, {'alpha': 0.3}]

tasks = device.run_batch(circ, inputs=inputs_list, shots=100)