Compilar seu primeiro circuito

Depois que a instância do caderno for iniciada, abra a instância com uma interface Jupyter padrão escolhendo o caderno que você acabou de criar.

As instâncias do caderno Amazon Braket são pré-instaladas com o Amazon Braket SDK e todas as suas dependências. Comece criando um novo caderno com kernel conda_braket.

Você pode começar com um simples “Olá, mundo!” exemplo. Primeiro, construa um circuito que prepare um estado de Bell e, em seguida, execute esse circuito em dispositivos diferentes para obter os resultados.

Comece importando os módulos do Amazon Braket SDK e definindo um módulo simpleBRAKETlong; SDK e definindo um circuito Bell State básico.

import boto3
from braket.aws import AwsDevice
from braket.devices import LocalSimulator
from braket.circuits import Circuit

# Create the circuit
bell = Circuit().h(0).cnot(0, 1)

É possível visualizar o circuito com este comando:

print(bell)

T  : │  0  │  1  │
      ┌───┐       
q0 : ─┤ H ├───●───
      └───┘   │   
            ┌─┴─┐ 
q1 : ───────┤ X ├─
            └───┘ 
T  : │  0  │  1  │

Execute seu circuito no simulador local

Em seguida, escolha o dispositivo quântico no qual executar o circuito. O Amazon Braket SDK vem com um simulador local para prototipagem e testes rápidos. Recomendamos usar o simulador local para circuitos menores, que podem ser de até 25 qubits (dependendo do hardware local).

Para instanciar o simulador local:

# Instantiate the local simulator
local_sim = LocalSimulator()

e executar o circuito:

# Run the circuit
result = local_sim.run(bell, shots=1000).result()
counts = result.measurement_counts
print(counts)

Você deverá ver um resultado semelhante a este:

Counter({'11': 503, '00': 497})

O estado de Bell específico que você preparou é uma superposição igual de |00⟩ e |11⟩ e uma distribuição quase igual (até ruído shot) de 00 e 11 como resultados de medição, conforme esperado.

Execute seu circuito em um simulador sob demanda

O Amazon Braket também fornece acesso a um simulador SV1 de alto desempenho sob demanda para executar circuitos maiores. SV1é um simulador vetorial de estado sob demanda que permite a simulação de circuitos quânticos de até 34 qubits. Você pode encontrar mais informações sobre SV1 na seção Dispositivos compatíveis e no console AWS. Ao executar tarefas quânticas em SV1 (e sobre TN1 ou em qualquer QPU), os resultados de sua tarefa quântica são armazenados em um bucket S3 em sua conta. Se você não especificar um bucket, o Braket SDK criará um bucket amazon-braket-{region}-{accountID} padrão para você. Para saber mais, consulte Gerenciando o acesso ao Amazon Braket.

# Get the account ID
aws_account_id = boto3.client("sts").get_caller_identity()["Account"]

# The name of the bucket
my_bucket = "amazon-braket-s3-demo-bucket"

# The name of the folder in the bucket
my_prefix = "simulation-output"
s3_folder = (my_bucket, my_prefix)

Para executar um circuito SV1, você deve fornecer a localização do bucket S3 que você selecionou anteriormente como argumento posicional na chamada .run().

# Choose the cloud-based on-demand simulator to run your circuit
device = AwsDevice("arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/sv1")

# Run the circuit
task = device.run(bell, s3_folder, shots=100)

# Display the results
print(task.result().measurement_counts)

O console Amazon Braket fornece mais informações sobre sua tarefa quântica. Navegue até a guia Tarefas quânticas no console e sua tarefa quântica deve estar no topo da lista. Como alternativa, você pode pesquisar sua tarefa quântica usando o ID exclusivo da tarefa quântica ou outros critérios.

Executando em uma QPU

Com o Amazon Braket, você pode executar o exemplo anterior de circuito quântico em um computador quântico físico alterando apenas uma única linha de código. O Amazon Braket fornece acesso a dispositivos QPU de IonQ, IQM, QuEra e Rigetti. Você pode encontrar informações sobre os diferentes dispositivos e janelas de disponibilidade na seção Dispositivos compatíveis e no AWS console, na guia Dispositivos. O exemplo a seguir mostra como instanciar um dispositivo IQM.

# Choose the IQM hardware to run your circuit
device = AwsDevice("arn:aws:braket:eu-north-1::device/qpu/iqm/Garnet")

Ou escolha um dispositivo IonQ com esse código:

# Choose the Ionq device to run your circuit
device = AwsDevice("arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/ionq/Aria-1")

Depois de selecionar um dispositivo e antes de executar sua workload, você pode consultar a profundidade da fila do dispositivo com o código a seguir para determinar o número de tarefas quânticas ou trabalhos híbridos. Além disso, os clientes podem visualizar as profundidades de fila específicas do dispositivo na página Dispositivos do Amazon Braket Management Console.

# Print your queue depth
print(device.queue_depth().quantum_tasks)
# Returns the number of quantum tasks queued on the device
# {<QueueType.NORMAL: 'Normal'>: '0', <QueueType.PRIORITY: 'Priority'>: '0'}

print(device.queue_depth().jobs)
# Returns the number of hybrid jobs queued on the device
# '2' 

Quando você executa sua tarefa, o Amazon Braket SDK pesquisa um resultado (com um tempo limite padrão de 5 dias). Você pode alterar esse padrão modificando o parâmetro poll_timeout_seconds no comando .run(), conforme mostrado no exemplo a seguir. Lembre-se de que, se o tempo limite da pesquisa for muito curto, os resultados podem não ser retornados dentro do tempo da pesquisa, como quando uma QPU não está disponível e um erro de tempo limite local é retornado. Você pode reiniciar a pesquisa chamando a função task.result().

# Define quantum task with 1 day polling timeout
task = device.run(bell, s3_folder, poll_timeout_seconds=24*60*60)
print(task.result().measurement_counts)

Além disso, depois de enviar sua tarefa quântica ou trabalho híbrido, você pode chamar a função queue_position() para verificar a posição da fila.

print(task.queue_position().queue_position)
# Return the number of quantum tasks queued ahead of you
# '2'