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Amazon Braket Hybrid Jobs 작업

Amazon Braket Hybrid Jobs는 클래식AWS리소스와 양자 처리 장치(QPUs)가 모두 필요한 하이브리드 양자 클래식 알고리즘을 실행할 수 있는 방법을 제공합니다. 하이브리드 작업은 요청된 고전적 리소스를 구동하고 알고리즘을 실행하며 완료 후 인스턴스를 해제하도록 설계되었으므로 사용한 만큼만 비용을 지불하면 됩니다.

하이브리드 작업은 고전 컴퓨팅 리소스와 양자 컴퓨팅 리소스를 모두 사용하는 장기 실행 반복 알고리즘에 적합합니다. 하이브리드 작업에서는 실행할 알고리즘을 제출하고 나면, Braket이 확장 가능하고 컨테이너화된 환경에서 해당 알고리즘을 실행합니다. 알고리즘이 완료되면 결과를 검색할 수 있습니다.

또한 하이브리드 작업에서 생성된 양자 작업은 대상 QPU 디바이스에 대한 대기열에서 더 높은 우선순위로 지정되는 이점을 누릴 수 있습니다. 이러한 우선순위 지정 덕분에 대기열에 있는 다른 작업들보다 양자 계산이 먼저 처리되고 실행됩니다. 이는 하나의 양자 작업의 결과가 이전 양자 작업의 결과에 따라 달라지는 반복 하이브리드 알고리즘에 특히 유용합니다. 이러한 알고리즘의 예로는 양자 근사 최적화 알고리즘(Quantum Approximate Optimization Algorithm, QAOA), 변분 양자 고유해석기 또는 양자 기계 학습이 있습니다. 또한 알고리즘 진행 상황을 거의 실시간으로 모니터링하여 비용, 예산 또는 훈련 손실이나 기대값과 같은 사용자 지정 지표를 추적할 수 있습니다.

다음을 사용하여 Braket에서 하이브리드 작업에 액세스할 수 있습니다.

Amazon Braket Hybrid Jobs를 사용해야 하는 시점

Amazon Braket Hybrid Jobs를 사용하면 변분 양자 고유해석기(Variational Quantum Eigensolver, VQE) 및 양자 근사 최적화 알고리즘(Quantum Approximate Optimization Algorithm, QAOA)과 같은 하이브리드 양자-고전 알고리즘을 실행하여 고전 컴퓨팅 리소스를 양자 컴퓨팅 디바이스와 결합해 오늘날 양자 시스템의 성능을 최적화할 수 있습니다. Amazon Braket Hybrid Jobs는 다음과 같은 세 가지 주요 이점을 제공합니다.

Amazon Braket Hybrid Jobs를 사용한 하이브리드 작업 실행

Amazon Braket Hybrid Jobs로 하이브리드 작업을 실행하려면 먼저 알고리즘을 정의해야 합니다. Amazon Braket Python SDK 또는 PennyLane을 사용하여 알고리즘 스크립트와 기타 종속성 파일(선택 사항)을 작성하여 정의할 수 있습니다. 다른 (오픈 소스 또는 독점) 라이브러리를 사용하려면 이러한 라이브러리가 포함된 Docker를 사용하여 자체 사용자 지정 컨테이너 이미지를 정의할 수 있습니다. 자세한 내용은 자체 컨테이너 사용(BYOC)을 참조하세요.

어느 경우든, 다음으로 Amazon Braket API를 사용하여 하이브리드 작업을 생성합니다. 여기서 알고리즘 스크립트 또는 컨테이너를 제공하고 하이브리드 작업이 사용할 대상 양자 디바이스를 선택한 다음 다양한 옵션 설정 중에서 선택합니다. 이러한 옵션 설정에 제공된 기본값은 대부분의 사용 사례에 적합합니다. 하이브리드 작업을 실행할 대상 디바이스로 QPU, 온디맨드 시뮬레이터(예: SV1, DM1 또는 TN1) 또는 고전적인 하이브리드 작업 인스턴스 자체 중에서 선택할 수 있습니다. 온디맨드 시뮬레이터 또는 QPU를 사용하면 하이브리드 작업 컨테이너가 원격 디바이스에 대한 API 직접 호출을 수행합니다. 임베디드 시뮬레이터를 사용하면, 시뮬레이터가 알고리즘 스크립트와 동일한 컨테이너에 임베디드됩니다. PennyLane의 라이트닝 시뮬레이터에는 사용자를 위해 사전 빌드된 기본 하이브리드 작업 컨테이너가 임베디드되어 있습니다. 임베디드 PennyLane 시뮬레이터 또는 사용자 지정 시뮬레이터를 사용하여 코드를 실행하는 경우 인스턴스 유형과 사용하려는 인스턴스 수를 지정할 수 있습니다. 각 선택과 관련된 비용은 Amazon Braket 요금 페이지를 참조하세요.

대상 디바이스가 온디맨드 또는 임베디드 시뮬레이터인 경우 Amazon Braket은 하이브리드 작업을 즉시 실행하기 시작합니다. 하이브리드 작업 인스턴스를 구동하고(API 직접 호출 시 인스턴스 유형을 사용자 지정할 수 있음) 알고리즘을 실행하며 Amazon S3에 결과를 쓰고 리소스를 해제합니다. 이러한 리소스 해제 방식 덕분에 사용한 만큼만 비용을 지불하면 됩니다.

QPU당 동시 하이브리드 작업의 총 수는 제한됩니다. 현재 QPU에서는 한 번에 하나의 하이브리드 작업만 실행할 수 있습니다. 대기열은 허용된 제한을 초과하지 않도록 실행이 허용되는 하이브리드 작업의 수를 제어하는 데 사용됩니다. 대상 디바이스가 QPU인 경우 하이브리드 작업은 먼저 선택한 QPU의 작업 대기열에 들어갑니다. Amazon Braket은 필요한 하이브리드 작업 인스턴스를 구동하고 디바이스에서 하이브리드 작업을 실행합니다. 알고리즘 실행 기간 동안에는 하이브리드 작업이 우선적으로 처리됩니다. 즉, 하이브리드 작업의 양자 작업이 디바이스에 대기 중인 다른 Braket 양자 작업보다 먼저 실행됩니다. 단, 하이브리드 작업의 양자 작업은 몇 분 간격으로 QPU에 제출되어야 합니다. 하이브리드 작업이 완료되면 리소스가 해제되므로, 사용한 만큼만 비용을 지불하면 됩니다.

시뮬레이터 및 QPU 대상 시나리오 모두에서 알고리즘의 일부로 해밀토니안의 에너지와 같은 사용자 지정 알고리즘 지표를 정의할 수 있는 옵션이 있습니다. 이러한 지표는 Amazon CloudWatch에 자동으로 보고되며 거기서 Amazon Braket 콘솔에 거의 실시간으로 표시됩니다.