Envio de tarefas quânticas para simuladores - Amazon Braket

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Envio de tarefas quânticas para simuladores

O Amazon Braket fornece acesso a vários simuladores que podem testar suas tarefas quânticas. Você pode enviar tarefas quânticas individualmente ou executar vários programas.

Simuladores

  • Simulador de matriz de densidade, DM1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/dm1

  • Simulador vetorial de estado, SV1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/sv1

  • Simulador de rede tensora, TN1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/tn1

  • O simulador local: LocalSimulator()

nota

Você pode cancelar tarefas quânticas no estado CREATED para QPUs e simuladores sob demanda. Você pode cancelar tarefas quânticas no estado QUEUED com base no melhor esforço possível para simuladores e QPUs sob demanda. Observe que é improvável que as tarefas quânticas QUEUED da QPU sejam canceladas com sucesso durante as janelas de disponibilidade da QPU.

Simulador vetorial estadual local (braket_sv)

O simulador vetorial estadual local (braket_sv) faz parte do SDK do Amazon Braket que é executado localmente em seu ambiente. Ele é adequado para prototipagem rápida em circuitos pequenos (até 25 qubits), dependendo das especificações de hardware da instância do caderno do Braket ou do ambiente local.

O simulador local oferece suporte a todas as portas no SDK do Amazon Braket, mas os dispositivos QPU oferecem suporte a um subconjunto menor. Você pode encontrar as portas compatíveis de um dispositivo nas propriedades do dispositivo.

nota

O simulador local oferece suporte a recursos avançados do OpenQASM que podem não ser suportados em dispositivos QPU ou outros simuladores. Para obter mais informações sobre os recursos suportados, consulte os exemplos fornecidos no caderno do OpenQASM Local Simulator.

Para obter mais informações sobre como trabalhar com simuladores, consulte os Exemplos do Amazon Braket.

Simulador de matriz de densidade local (braket_dm)

O simulador de matriz de densidade local (braket_dm) faz parte do SDK do Amazon Braket que é executado localmente em seu ambiente. Ele é adequado para prototipagem rápida em pequenos circuitos com ruído (até 12 qubits), dependendo das especificações de hardware da instância do caderno do Braket ou do ambiente local.

Você pode criar circuitos ruidosos comuns do zero usando operações de ruído de porta, como inversão de bits e erro de despolarização. Você também pode aplicar operações de ruído a portas específicas de qubits e de circuitos existentes que devem funcionar com e sem ruído.

O simulador braket_dm local pode fornecer os seguintes resultados, considerando o número especificado de shots:

  • Matriz de densidade reduzida: Shots = 0

nota

O simulador local oferece suporte a recursos avançados do OpenQASM, que podem não ser suportados em dispositivos QPU ou outros simuladores. Para obter mais informações sobre os recursos suportados, consulte os exemplos fornecidos no caderno do OpenQASM Local Simulator.

Para saber mais sobre o simulador de matriz de densidade local, consulte Exemplo introdutório do simulador de ruído Braket.

Simulador AHS local (braket_ahs)

O simulador local AHS (Analog Hamiltonian Simulation) braket_ahs faz parte do Amazon Braket SDK que é executado localmente em seu ambiente. Ele pode ser usado para simular resultados de um programa AHS. Ele é adequado para prototipagem em pequenos registros (até 10 a 12 átomos), dependendo das especificações de hardware da instância do caderno do Braket ou do ambiente local.

O simulador local suporta programas AHS com um campo de condução uniforme, um campo de mudança (não uniforme) e arranjos de átomos arbitrários. Para obter detalhes, consulte a classe Braket AHS e o esquema do programa Braket AHS.

Para saber mais sobre o simulador AHS local, consulte a página Hello AHS: Execute sua primeira página de simulação hamiltoniana analógica e os Cadernos de exemplo de simulação hamiltoniana analógica.

Simulador de vetores de estado (SV1)

SV1 é um simulador vetorial de estado universal, de alto desempenho e sob demanda. Ele pode simular circuitos de até 34 qubits. Você pode esperar que um circuito de 34-qubit denso e quadrado (profundidade do circuito = 34) leve aproximadamente 1—2 horas para ser concluído, dependendo do tipo de portas usadas e de outros fatores. Circuitos com portas de tudo para todos são adequados para SV1. Ele retorna resultados em formas como um vetor de estado completo ou uma matriz de amplitudes.

SV1 tem um runtime máximo de 6 horas. Ele tem um padrão de 35 tarefas quânticas simultâneas e um máximo de 100 (50 em us-west-1 e eu-west-2) tarefas quânticas simultâneas.

Resultados do SV1

SV1 pode fornecer os seguintes resultados, dado o número especificado de shots:

  • Amostra: Shots > 0

  • Expectativa: Shots >= 0

  • Variância: Shots >= 0

  • Probabilidade: Shots > 0

  • Amplitude: Shots = 0

  • Gradiente adjunto: Shots = 0

Para saber mais sobre resultados, consulte Tipos de resultados.

SV1 está sempre disponível, ele executa seus circuitos sob demanda e pode executar vários circuitos em paralelo. O runtime é dimensionado linearmente com o número de operações e exponencialmente com o número de qubits. O número de shots tem um pequeno impacto no runtime. Para saber mais, acesse Compare simuladores.

Os simuladores oferecem suporte a todas as portas no SDK do Braket, mas os dispositivos QPU oferecem suporte a um subconjunto menor. Você pode encontrar as portas compatíveis de um dispositivo nas propriedades do dispositivo.

Simulador de matriz de densidade (DM1)

DM1é um simulador de matriz de densidade de alto desempenho e sob demanda. Ele pode simular circuitos de até 17qubits.

DM1 tem um runtime máximo de 6 horas, um padrão de 35 tarefas quânticas simultâneas e um máximo de 50 tarefas quânticas simultâneas.

Resultados do DM1

DM1pode fornecer os seguintes resultados, dado o número especificado deshots:

  • Amostra: Shots > 0

  • Expectativa: Shots >= 0

  • Variância: Shots >= 0

  • Probabilidade: Shots > 0

  • Matriz de densidade reduzida: Shots = 0, até no máximo 8 qubits

Para obter mais informações sobre esses tipos de regra, consulte Resolvedores.

DM1 está sempre disponível, ele executa seus circuitos sob demanda e pode executar vários circuitos em paralelo. O runtime é dimensionado linearmente com o número de operações e exponencialmente com o número de. qubits O número de shots tem um pequeno impacto no runtime. Para saber mais, consulte Comparar simuladores.

Limitações e barreiras acústicas

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]

Simulador de rede tensora (TN1)

TN1 é um simulador de rede tensorial sob demanda e de alto desempenho. TN1 pode simular certos tipos de circuitos com até 50 qubits e uma profundidade de circuito de 1.000 ou menor. TN1 é particularmente poderoso para circuitos esparsos, circuitos com portas locais e outros circuitos com estrutura especial, como circuitos de transformada quântica de Fourier (QFT). TN1 opera em duas fases. Primeiro, a fase de ensaio tenta identificar um caminho computacional eficiente para seu circuito, para o TN1 poder estimar o runtime do próximo estágio, que é chamado de fase de contração. Se o tempo estimado de contração exceder o limite de runtime da simulação TN1, o TN1 não tentará contrair.

TN1 tem um limite de runtime de 6 horas. É limitado a um máximo de 10 (5 em eu-west-2) tarefas quânticas simultâneas.

Resultados do TN1

A fase de contração consiste em uma série de multiplicações de matrizes. A série de multiplicações continua até que um resultado seja alcançado ou até que seja determinado que um resultado não pode ser alcançado.

Nota: Shots deve ser > 0.

Os tipos de resultados incluem:

  • Amostra

  • Expectativa

  • Variação

Para saber mais sobre resultados, consulte Tipos de resultados.

TN1 está sempre disponível, ele executa seus circuitos sob demanda e pode executar vários circuitos em paralelo. Para saber mais, consulte Comparar simuladores.

Os simuladores oferecem suporte a todas as portas no SDK do Braket, mas os dispositivos QPU oferecem suporte a um subconjunto menor. Você pode encontrar as portas compatíveis de um dispositivo nas propriedades do dispositivo.

Visite o repositório Amazon Braket no GitHub para ver um exemplo de caderno do TN1 para ajudar você a começar com o TN1

Práticas recomendadas ao trabalhar com o TN1

  • Evite circuitos de todos para todos.

  • Teste um novo circuito ou classe de circuitos com um pequeno número de shots, para saber qual é a “dureza” do circuito para TN1.

  • Divida grandes simulações shot em várias tarefas quânticas.