시뮬레이터에 양자 작업 제출 - Amazon Braket

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시뮬레이터에 양자 작업 제출

Amazon Braket은 양자 작업을 테스트할 수 있는 여러 시뮬레이터에 대한 액세스를 제공합니다. 양자 작업을 개별적으로 제출하거나 여러 프로그램을 실행할 수 있습니다.

시뮬레이터

  • 밀도 행렬 시뮬레이터, DM1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/dm1

  • 상태 벡터 시뮬레이터, SV1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/sv1

  • 텐서 네트워크 시뮬레이터, TN1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/tn1

  • 로컬 시뮬레이터 : LocalSimulator()

참고

QPU 및 온디맨드 시뮬레이터의 경우 CREATED 상태의 양자 작업을 취소할 수 있습니다. 온디맨드 시뮬레이터 및 QPU의 경우 QUEUED 상태의 양자 작업을 최선의 방식으로 취소할 수 있습니다. 참고로 QPU QUEUED 양자 작업은 QPU 가용성 기간 동안 성공적으로 취소될 가능성이 낮습니다.

로컬 상태 벡터 시뮬레이터(braket_sv)

로컬 상태 벡터 시뮬레이터(braket_sv)는 해당 환경에서 로컬로 실행되는 Amazon Braket SDK의 일부입니다. Braket 노트북 인스턴스 또는 로컬 환경의 하드웨어 사양에 따라 소형 회로(최대 25qubits)에서의 신속한 프로토타이핑에 적합합니다.

로컬 시뮬레이터는 Amazon Braket SDK의 모든 게이트를 지원하지만, QPU 디바이스는 더 작은 부분 집합을 지원합니다. 디바이스 속성에서 디바이스의 지원되는 게이트를 확인할 수 있습니다.

참고

로컬 시뮬레이터는 QPU 디바이스 또는 기타 시뮬레이터에서 지원되지 않을 수 있는 고급 OpenQASM 기능을 지원합니다. 지원되는 기능에 대한 자세한 내용은 OpenQASM 로컬 시뮬레이터 노트북에 제공된 예제를 참조하세요.

시뮬레이터 사용 방법에 대한 자세한 내용은 Amazon Braket 예제를 참조하세요.

로컬 밀도 행렬 시뮬레이터(braket_dm)

로컬 밀도 행렬 시뮬레이터(braket_dm)는 해당 환경에서 로컬로 실행되는 Amazon Braket SDK의 일부입니다. Braket 노트북 인스턴스 또는 로컬 환경의 하드웨어 사양에 따라 노이즈가 있는 소형 회로(최대 12qubits)에서의 신속한 프로토타이핑에 적합합니다.

비트플립 및 탈분극 오류와 같은 게이트 노이즈 연산을 사용하여 일반적인 노이즈 회로를 처음부터 빌드할 수 있습니다. 노이즈가 있거나 없는 상태에서 모두 실행되도록 설계된 기존 회로의 특정 qubits 및 게이트에 노이즈 연산을 적용할 수도 있습니다.

braket_dm 로컬 시뮬레이터는 지정된 shots 수에 따라 다음과 같은 결과를 제공할 수 있습니다.

  • 축약 밀도 행렬: Shots = 0

참고

로컬 시뮬레이터는 QPU 디바이스 또는 기타 시뮬레이터에서 지원되지 않을 수 있는 고급 OpenQASM 기능을 지원합니다. 지원되는 기능에 대한 자세한 내용은 OpenQASM 로컬 시뮬레이터 노트북에 제공된 예제를 참조하세요.

로컬 밀도 행렬 시뮬레이터에 대한 자세한 내용은 Braket 입문용 노이즈 시뮬레이터 예제를 참조하세요.

로컬 AHS 시뮬레이터(braket_ahs)

로컬 AHS(Analog Hamiltonian Simulation) 시뮬레이터(braket_ahs)는 해당 환경에서 로컬로 실행되는 Amazon Braket SDK의 일부입니다. AHS 프로그램의 결과를 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있습니다. Braket 노트북 인스턴스 또는 로컬 환경의 하드웨어 사양에 따라 소형 레지스터(최대 10~12개 원자)에서의 프로토타이핑에 적합합니다.

로컬 시뮬레이터는 균일한 구동장 1개, (비균일) 이동장 1개, 임의의 원자 배열을 갖는 AHS 프로그램을 지원합니다. 자세한 내용은 Braket AHS 클래스 및 Braket AHS 프로그램 스키마를 참조하세요.

로컬 AHS 시뮬레이터에 대한 자세한 내용은 Hello AHS: 첫 번째 아날로그 해밀토니안 시뮬레이션 실행 페이지 및 아날로그 해밀토니안 시뮬레이션 예제 노트북을 참조하세요.

상태 벡터 시뮬레이터(SV1)

SV1은 온디맨드 고성능 범용 상태 벡터 시뮬레이터입니다. 최대 34qubits의 회로를 시뮬레이션할 수 있습니다. 사용된 게이트 유형 및 기타 인자에 따라 34-qubit의 고밀도 정방 회로(회로 깊이 = 34)를 완료하는 데 약 1~2시간이 걸릴 것으로 예상할 수 있습니다. all-to-all 게이트가 있는 회로는 SV1에 적합합니다. 전체 상태 벡터 또는 진폭 배열과 같은 형태로 결과를 반환합니다.

SV1의 최대 런타임은 6시간입니다. 기본적으로 35개의 동시 양자 작업이 처리되며 최대 동시 양자 작업 수는 100개(us-west-1 및 eu-west-2에서 50개)입니다.

SV1 결과

SV1은 지정된 shots 수에 따라 다음과 같은 결과를 제공할 수 있습니다.

  • 샘플: Shots > 0

  • 기대값: Shots >= 0

  • 분산: Shots >= 0

  • 확률: Shots > 0

  • 진폭: Shots = 0

  • 수반 기울기: Shots = 0

결과에 대한 자세한 내용은 결과 유형을 참조하세요.

SV1은 항상 사용할 수 있으며 온디맨드로 회로를 실행하고 여러 회로를 병렬로 실행할 수 있습니다. 런타임은 연산 횟수에 따라 선형적으로 증가하고 qubits 수에 따라 기하급수적으로 증가합니다. shots 수는 런타임에 약간의 영향을 미칩니다. 자세한 내용은 시뮬레이터 비교를 참조하세요.

시뮬레이터는 Braket SDK의 모든 게이트를 지원하지만, QPU 디바이스는 더 작은 부분 집합을 지원합니다. 디바이스 속성에서 디바이스의 지원되는 게이트를 확인할 수 있습니다.

밀도 행렬 시뮬레이터(DM1)

DM1은 온디맨드 고성능 밀도 행렬 시뮬레이터입니다. 최대 17qubits의 회로를 시뮬레이션할 수 있습니다.

DM1의 최대 런타임은 6시간이고, 기본적으로 35개의 동시 양자 작업이 처리되며 최대 동시 양자 작업 수는 50개입니다.

DM1 결과

DM1은 지정된 shots 수에 따라 다음과 같은 결과를 제공할 수 있습니다.

  • 샘플: Shots > 0

  • 기대값: Shots >= 0

  • 분산: Shots >= 0

  • 확률: Shots > 0

  • 축약 밀도 행렬: Shots = 0, 최대 8qubits까지

결과에 대한 자세한 내용은 결과 유형을 참조하세요.

DM1은 항상 사용할 수 있으며 온디맨드로 회로를 실행하고 여러 회로를 병렬로 실행할 수 있습니다. 런타임은 연산 횟수에 따라 선형적으로 증가하고 qubits 수에 따라 기하급수적으로 증가합니다. shots 수는 런타임에 약간의 영향을 미칩니다. 자세한 내용은 시뮬레이터 비교를 참조하세요.

노이즈 게이트 및 제한 사항

AmplitudeDamping Probability has to be within [0,1] BitFlip Probability has to be within [0,0.5] Depolarizing Probability has to be within [0,0.75] GeneralizedAmplitudeDamping Probability has to be within [0,1] PauliChannel The sum of the probabilities has to be within [0,1] Kraus At most 2 qubits At most 4 (16) Kraus matrices for 1 (2) qubit PhaseDamping Probability has to be within [0,1] PhaseFlip Probability has to be within [0,0.5] TwoQubitDephasing Probability has to be within [0,0.75] TwoQubitDepolarizing Probability has to be within [0,0.9375]

텐서 네트워크 시뮬레이터(TN1)

TN1은 온디맨드 고성능 텐서 네트워크 시뮬레이터입니다. TN1은 최대 50qubits 및 1,000 이하의 회로 깊이를 갖는 특정 회로 유형을 시뮬레이션할 수 있습니다. TN1는 희소 회로, 로컬 게이트가 있는 회로, 양자 푸리에 변환(QFT) 회로와 같은 특수 구조의 기타 회로에 특히 강력합니다. TN1은 두 단계로 작동합니다. 먼저 리허설 단계에서는 회로의 효율적인 계산 경로를 식별하려 시도하므로, TN1은 수축 단계라고 하는 다음 단계의 런타임을 추정할 수 있습니다. 추정 수축 시간이 TN1 시뮬레이션 런타임 제한을 초과하는 경우 TN1은 수축을 시도하지 않습니다.

TN1의 런타임 제한은 6시간입니다. 최대 동시 양자 작업 수는 10개(eu-west-2에서 5개)입니다.

TN1 결과

수축 단계는 일련의 행렬 곱셈으로 구성됩니다. 결과에 도달할 때까지 또는 결과에 도달할 수 없는 것으로 확인될 때까지 일련의 곱셈이 계속됩니다.

참고: Shots은 > 0이어야 합니다.

결과 유형은 다음과 같습니다.

  • 샘플

  • 기대값

  • 분산

결과에 대한 자세한 내용은 결과 유형을 참조하세요.

TN1은 항상 사용할 수 있으며 온디맨드로 회로를 실행하고 여러 회로를 병렬로 실행할 수 있습니다. 자세한 내용은 시뮬레이터 비교를 참조하세요.

시뮬레이터는 Braket SDK의 모든 게이트를 지원하지만, QPU 디바이스는 더 작은 부분 집합을 지원합니다. 디바이스 속성에서 디바이스의 지원되는 게이트를 확인할 수 있습니다.

TN1을 시작하는 데 도움이 되는 TN1 예제 노트북을 보려면 Amazon Braket GitHub 리포지토리를 방문하세요.

TN1 작업 모범 사례

  • all-to-all 회로를 피합니다.

  • 새로운 회로나 shots 수가 적은 회로 클래스를 테스트하여 TN1에 대한 회로의 "난이도"를 알아봅니다.

  • 대규모 shot 시뮬레이션을 여러 양자 작업으로 분할합니다.