Explore as capacidades experimentais - Amazon Braket
Acesso ao desvio local em Aquila QuEra Acesso a geometrias altas em Aquila QuEra Acesso a geometrias estreitas em Aquila QuEra Circuitos dinâmicos em dispositivos IQM

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Explore as capacidades experimentais

Os recursos experimentais fornecem acesso a hardware com disponibilidade limitada e novos recursos emergentes. Para recursos do QuEra Aquila, você deve solicitar acesso diretamente no console do Braket aos recursos experimentais disponíveis.

Para solicitar acesso às capacidades experimentais do QuEra Aquila:

  1. Navegue até o console do Amazon Braket e selecione Braket Direct no menu à esquerda e, em seguida, navegue até a seção Recursos experimentais.

  2. Escolha Obter acesso e preencha as informações solicitadas.

  3. Forneça detalhes sobre a carga de trabalho e onde você planeja usar esse recurso.

Acesso ao desvio local em Aquila QuEra

O destunamento local (LD) é um novo campo de controle dependente do tempo com um padrão espacial personalizável. O campo LD afeta os qubits de acordo com um padrão espacial personalizável, criando diferentes hamiltonianos para qubits diferentes, além do que o campo de condução uniforme e a interação Rydberg-Rydberg podem criar.

Restrições:

O padrão espacial do campo de desajuste local é personalizável para cada programa AHS, mas é constante ao longo de um programa. A série temporal do campo de desajuste local deve começar e terminar em zero, com todos os valores sendo menores ou iguais a zero. Além disso, os parâmetros do campo de desajuste local são limitados por restrições numéricas, que podem ser visualizadas por meio do SDK do Braket na seção de propriedades específicas do dispositivo -. aquila_device.properties.paradigm.rydberg.rydbergLocal

Limitações:

Ao executar programas quânticos que usam o campo de desajuste local (mesmo que sua magnitude seja definida como zero constante no hamiltoniano), o dispositivo experimenta uma decoerência mais rápida do que o tempo T2 listado na seção de desempenho das propriedades do Aquila. Quando desnecessário, é uma boa prática omitir o campo de desajuste local do hamiltoniano do programa AHS.

Simulação hamiltoniana analógica na terminologia de spin, onde há qubits, um campo de condução global dependente do tempo e um desajuste local dependente do tempo.

Exemplos:

  1. Simulação do efeito do campo magnético longitudinal não uniforme em sistemas de spin

    Embora a amplitude e a fase do campo de acionamento tenham o mesmo efeito nos qubits que o campo magnético transversal nos giros, a soma do desajuste do campo de acionamento e do desajuste local produz o mesmo efeito nos qubits que o campo longitudinal nos giros. Com o controle espacial sobre o campo de desajuste local, sistemas de rotação mais complexos podem ser simulados.

  2. Preparando estados iniciais de não equilíbrio

    O exemplo de caderno Simulando a teoria do calibre de rede com átomos de Rydberg mostra como impedir que o átomo central de um arranjo linear de 9 átomos seja excitado ao recozir o sistema em direção à fase ordenada Z2. Após a etapa de preparação, o campo de desajuste local é reduzido e o programa AHS continua simulando a evolução temporal do sistema a partir desse estado específico de não equilíbrio.

  3. Resolvendo problemas de otimização ponderada

    O exemplo de notebook Maximum Weight Independent Set (MWIS) mostra como resolver um problema de MWIS no Aquila. O campo de desajuste local é usado para definir os pesos nos nós do gráfico do disco unitário, cujas bordas são realizadas pelo efeito de bloqueio de Rybderg. Partindo do estado fundamental uniforme e aumentando gradualmente o campo de desajuste local, o sistema faz a transição do sistema para o estado fundamental do MWIS Hamiltonian para encontrar soluções para o problema.

Acesso a geometrias altas em Aquila QuEra

O recurso de geometrias altas permite que você especifique geometrias com maior altura. Com esse recurso, os arranjos de átomos de seus programas AHS podem abranger um comprimento adicional na direção y além dos recursos regulares do Aquila.

Restrições:

A altura máxima para geometrias altas é de 0,000128 m (128 um).

Limitações:

Quando esse recurso experimental estiver ativado em sua conta, os recursos mostrados na página de propriedades do dispositivo e na GetDevice chamada continuarão refletindo o limite inferior normal da altura. Quando um programa AHS usa arranjos de átomos que vão além das capacidades normais, espera-se que o erro de preenchimento aumente. Você encontrará um número elevado de 0s inesperados na pre_sequence parte do resultado da tarefa, diminuindo a chance de obter um arranjo perfeitamente inicializado. Esse efeito é mais forte em linhas com muitos átomos.

Os gráficos de três pontos mostram representações de geometrias altas em uma linha 1d, escada e formas multiplex.

Exemplos:

  1. Arranjos 1d e quase 1d maiores

    Cadeias de átomos e arranjos em forma de escada podem ser estendidos para números de átomos mais altos. Ao orientar a direção longa paralelamente a y, é possível programar instâncias mais longas desses modelos.

  2. Mais espaço para multiplexar a execução de tarefas com geometrias pequenas

    O exemplo de caderno Parallel quantum tasks on Aquila mostra como tirar o máximo proveito da área disponível: colocando cópias multiplexadas da geometria em questão em um arranjo de átomos. Com a área mais disponível, mais cópias podem ser colocadas.

Acesso a geometrias estreitas em Aquila QuEra

O recurso de geometrias estreitas permite especificar geometrias com menor espaçamento entre as linhas vizinhas. Em um programa AHS, os átomos são organizados em fileiras, separados por um espaçamento vertical mínimo. A coordenada y de quaisquer sítios de dois átomos deve ser zero (mesma linha) ou diferir em mais do que o espaçamento mínimo entre linhas (linha diferente). Com a capacidade de geometrias estreitas, o espaçamento mínimo entre linhas é reduzido, permitindo a criação de arranjos de átomos mais apertados. Embora essa extensão não altere o requisito mínimo de distância euclidiana entre os átomos, ela permite a criação de redes onde átomos distantes ocupam fileiras vizinhas mais próximas umas das outras, um exemplo notável é a rede triangular.

Restrições:

O espaçamento mínimo entre linhas para geometrias estreitas é de 0,000002 m (2 um).

Limitações:

Quando esse recurso experimental estiver ativado em sua conta, os recursos mostrados na página de propriedades do dispositivo e na GetDevice chamada continuarão refletindo o limite inferior normal da altura. Quando um programa AHS usa arranjos de átomos que vão além das capacidades normais, espera-se que o erro de preenchimento aumente. Os clientes encontrarão um número elevado de 0s inesperados na pre_sequence parte do resultado da tarefa, o que, por sua vez, diminuirá a chance de obter um arranjo perfeitamente inicializado. Esse efeito é mais forte em linhas com muitos átomos.

Os gráficos mostram uma geometria restrita de uma rede triangular de pontos à esquerda e o gráfico direito é uma rede hexagonal de pontos.

Exemplos:

  1. Redes não retangulares com pequenas constantes de rede

    O espaçamento mais estreito entre linhas permite a criação de redes onde o vizinho mais próximo de alguns átomos está na direção diagonal. Exemplos notáveis são treliças triangulares, hexagonais e Kagome e alguns quase-cristais.

  2. Família ajustável de treliças

    Nos programas AHS, as interações são ajustadas ajustando a distância entre pares de átomos. Um espaçamento mais estreito entre linhas permite ajustar as interações de diferentes pares de átomos em relação um ao outro com mais liberdade, uma vez que os ângulos e distâncias que definem a estrutura do átomo são menos limitados pela restrição mínima de espaçamento entre linhas. Um exemplo notável é a família de treliças Shastry-Sutherland com diferentes comprimentos de ligação.

Circuitos dinâmicos em dispositivos IQM

Os circuitos dinâmicos nos IQM dispositivos permitem medições de meio circuito (MCM) e operações de avanço. Esses recursos permitem que pesquisadores e desenvolvedores quânticos implementem algoritmos quânticos avançados com lógica condicional e recursos de reutilização de qubits. Esse recurso experimental ajuda a explorar algoritmos quânticos com maior eficiência de recursos e a estudar esquemas de mitigação e correção de erros quânticos.

Instruções principais:

  • measure_ff: implementa a medição para controle de avanço, medindo um qubit e armazenando o resultado com uma chave de feedback.

  • cc_prx: implementa uma rotação controlada classicamente que se aplica somente quando o resultado associado à chave de feedback fornecida mede um estado |1⟩.

O Amazon Braket oferece suporte a circuitos dinâmicos OpenQASM por meio de, Amazon Braket SDK o e o. Amazon Braket Qiskit Provider

Restrições:

  1. As chaves de feedback nas measure_ff instruções devem ser exclusivas.

  2. A cc_prx deve acontecer depois measure_ff com a mesma chave de feedback.

  3. Em um único circuito, o avanço em um qubit só pode ser controlado por um qubit, sozinho ou por outro qubit. Em circuitos diferentes, você pode ter diferentes pares de controle.

    1. Por exemplo, se o qubit 1 for controlado pelo qubit 2, ele não poderá ser controlado pelo qubit 3 no mesmo circuito. Não há restrição sobre quantas vezes o controle é aplicado entre o qubit 1 e o qubit 2. O Qubit 2 pode ser controlado pelo qubit 3 (ou qubit 1), a menos que uma reinicialização ativa tenha sido executada no qubit 2.

  4. O controle só pode ser aplicado a qubits dentro do mesmo grupo. Os grupos de qubits dos Emerald dispositivos IQM Garnet e estão nas imagens a seguir.

  5. Os programas com esses recursos devem ser enviados como programas textuais. Para saber mais sobre programas textuais, consulte Compilação verbatim com o OpenQASM 3.0.

Limitações:

O MCM só pode ser usado para controle de avanço em um programa. Os resultados do MCM (0 ou 1) não são retornados como parte do resultado da tarefa.

A imagem à esquerda é o dispositivo IQM Garnet de 20 qubits com 2 grupos de qubits em uma rede quadrada, e a imagem à direita é o dispositivo IQM Emerald de 54 qubits com 4 grupos de qubits em uma rede quadrada.

Essas imagens exibem os agrupamentos de qubits dos dois dispositivos. IQM O dispositivo de Garnet 20 qubits contém 2 grupos de qubits, enquanto o dispositivo de Emerald 54 qubits contém 4 grupos de qubits.

Exemplos:

  1. Reutilização de qubit por meio de reinicialização ativa

    O MCM com operações de reinicialização condicional permite a reutilização de qubits em uma única execução de circuito. Isso reduz os requisitos de profundidade do circuito e melhora a utilização dos recursos do dispositivo quântico.

  2. Proteção ativa contra inversão de bits

    Os circuitos dinâmicos detectam erros de inversão de bits e aplicam operações corretivas com base nos resultados da medição. Essa implementação serve como um experimento de detecção de erros quânticos.

  3. Experimentos de teletransporte

    O teletransporte estadual transfere estados de qubit usando operações quânticas locais e informações clássicas de. MCMs O teletransporte de portas implementa portas entre qubits sem operações quânticas diretas. Esses experimentos demonstram sub-rotinas fundamentais em três áreas principais: correção de erros quânticos, computação quântica baseada em medição e comunicação quântica.

  4. Simulação de sistemas quânticos abertos

    Os circuitos dinâmicos modelam o ruído em sistemas quânticos por meio de qubit de dados e entrelaçamento ambiental e medições ambientais. Essa abordagem usa qubits específicos para representar dados e elementos do ambiente. Um canal de ruído pode ser projetado pelas portas e medições aplicadas no ambiente.

Para obter mais informações sobre o uso de circuitos dinâmicos, consulte exemplos adicionais no repositório de notebooks Amazon Braket.