探索实验能力 - Amazon Braket
在 Aquila 上 QuEra 访问本地停机功能在 Aquila 上 QuEra 访问高大的几何形状在 Aquila 上 QuEra 可以看到紧凑的几何形状IQM 设备上的动态电路

本文属于机器翻译版本。若本译文内容与英语原文存在差异，则一律以英文原文为准。

探索实验能力

实验功能允许访问可用性有限的硬件和新出现的新功能。要获取 QuEra Aquila 的功能，您必须直接在 Braket 控制台中请求访问可用的实验功能。

要申请 A QuEra quila 的实验能力，请执行以下操作：

  1. 导航到 Amazon Braket 控制台，在左侧菜单中选择 Braket Direct，然后导航到 “实验能力” 部分。

  2. 选择 “获取访问权限”，然后填写所需的信息。

  3. 提供有关工作负载以及您计划在何处使用此功能的详细信息。

在 Aquila 上 QuEra 访问本地停机功能

局部失调 (LD) 是一个新的随时间变化的控制字段，具有可自定义的空间模式。LD 场根据可自定义的空间模式影响量子比特，从而为不同的量子比特实现不同的哈密顿量子比特，而不仅仅是均匀驱动场和里德伯格-里德伯格相互作用所能创造的范围。

约束：

局部失谐场的空间模式可以针对每个 AHS 程序进行自定义，但在整个程序过程中它是恒定的。局部失谐字段的时间序列必须从零开始和结束，并且所有值都小于或等于零。此外，本地失谐字段的参数受数值约束的限制，可通过 Braket SDK 的特定设备属性部分查看-。aquila_device.properties.paradigm.rydberg.rydbergLocal

限制:

在运行使用局部失谐场（即使其幅度在哈密顿中设置为恒定零）的量子程序时，该器件的去相干速度比Aquila属性的性能部分中列出的T2时间更快。如果不必要，最佳做法是省略AHS程序的Hamiltonian中的局部失谐字段。

自旋术语中的模拟哈密顿模拟，其中有量子比特、与时间相关的全局驱动场和与时间相关的局部失调。

示例：

  1. 模拟自旋系统中非均匀纵向磁场的影响

    虽然驱动场的振幅和相位对量子比特的影响与横向磁场对自旋的影响相同，但驱动场失谐和局部失谐之和对量子比特产生的影响与纵向磁场对自旋产生的影响相同。通过对局部失谐场的空间控制，可以模拟更复杂的自旋系统。

  2. 准备非平衡初始状态

    示例笔记本《用里德伯格原子模拟晶格计理论》展示了当系统向 Z2 有序相退火时，如何抑制 9 原子线性排列的中心原子受到激发。准备步骤完成后，局部失谐场会减小，AHS 程序继续模拟系统从这种特定的非平衡状态开始的时间演变。

  3. 求解加权优化问题

    示例笔记本最大重量独立套装 (MWIS) 展示了如何解决 Aquila 上的 MWIS 问题。局部失谐字段用于定义单位磁盘图节点上的权重，这些节点的边缘由 Rybderg-blockage 效应实现。从均匀的基态开始，逐渐增加局部失谐场，使系统过渡到MWIS Hamiltonian的基态，以找到问题的解决方案。

在 Aquila 上 QuEra 访问高大的几何形状

高几何图形功能允许您指定高度增加的几何图形。有了这种能力，你的 AHS 程序的原子排列可以在 y 方向上跨越一段额外的长度，超出 Aquila 的常规能力。

约束：

高几何形状的最大高度为 0.000128 米（128 微米）。

限制:

为您的账户启用此实验功能后，设备属性页面和GetDevice通话中显示的功能将继续反映常规的高度下限。当AHS程序使用超出常规能力的原子排列时，填充误差预计会增加。在任务结果的pre_sequence部分中，你会发现意想不到的 0 数量增加，这反过来又降低了获得完美初始化排列的机会。在有许多原子的行中，这种效果最强。

这三张点图以一维线、梯形和多路复用形式描绘了高大的几何形状。

示例：

  1. 更大的一维和准一维排列

    原子链和梯子状排列可以扩展到更高的原子数。通过将长方向定向平行于 y，可以对这些模型的更长实例进行编程。

  2. 为多路复用小几何图形执行任务提供了更多空间

    Aquila 上的示例笔记本 Parallel Quantum tas ks 展示了如何充分利用可用区域：将相关几何体的多路复用副本放在一个原子排列中。可用区域越多，可以放置更多的副本。

在 Aquila 上 QuEra 可以看到紧凑的几何形状

紧凑的几何结构功能允许您指定相邻行间距较短的几何图形。在 AHS 程序中，原子成行排列，由最小的垂直间距隔开。任意两个原子位点的 y 坐标必须为零（同一行），或者相差大于最小行间距（不同的行）。凭借紧凑的几何形状能力，可以缩小最小的行距，从而可以创建更紧密的原子排列。虽然这种扩展不会改变原子之间的最小欧几里得距离要求，但它允许创建晶格，其中遥远的原子占据彼此更近的相邻行，一个值得注意的例子是三角形晶格。

约束：

紧凑几何形状的最小行间距为 0.000002 m（2 um）。

限制:

为您的账户启用此实验功能后，设备属性页面和GetDevice通话中显示的功能将继续反映常规的高度下限。当AHS程序使用超出常规能力的原子排列时，填充误差预计会增加。客户会在任务结果的pre_sequence部分中发现更多的意外 0，这反过来又降低了获得完美初始化安排的机会。在有许多原子的行中，这种效果最强。

这些图显示了左边的三角形点阵的紧凑几何形状，右图是六角形的点阵格。

示例：

  1. 具有小晶格常数的非矩形晶格

    更紧的行间距允许创建晶格，其中与某些原子最近的邻居在对角线方向上。值得注意的例子是三角形、六角形和Kagome晶格以及一些准晶体。

  2. 可调晶格系列

    在 AHS 程序中，通过调整原子对之间的距离来调整相互作用。更紧的行间距允许以更大的自由度调整不同原子对彼此之间的相互作用，因为定义原子结构的角度和距离不受最小行间距约束的限制较小。一个值得注意的例子是具有不同键长的 Shastry-Sutherland 晶格家族。

IQM 设备上的动态电路

IQM设备上的动态电路支持中间电路测量 (MCM) 和前馈操作。这些功能使量子研究人员和开发人员能够实现具有条件逻辑和量子比特重用功能的高级量子算法。该实验功能有助于探索具有更高资源效率的量子算法，并研究量子误差缓解和纠错方案。

主要说明：

  • measure_ff：实现前馈控制的测量，测量量子比特并使用反馈键存储结果。

  • cc_prx: 实现经典控制的轮换，该轮换仅在与给定反馈键关联的结果测量 |1μ 状态时适用。

Amazon Braket 支持通过OpenQASMAmazon Braket SDK、和。Amazon Braket Qiskit Provider

约束：

  1. measure_ff说明中的反馈键必须是唯一的。

  2. 之后cc_prx必须measure_ff使用相同的反馈密钥。

  3. 在单个电路中，量子比特的前馈只能由一个量子比特控制，可以单独控制，也可以由另一个量子比特控制。在不同的电路中，你可以有不同的控制对。

    1. 例如，如果量子比特 1 由量子比特 2 控制，则无法在同一电路中由量子比特 3 控制。在量子比特 1 和量子比特 2 之间应用控制的次数没有限制。量子比特 2 可以由量子比特 3（或量子比特 1）控制，除非对量子比特 2 进行了主动重置。

  4. 控制只能应用于同一组中的量子比特。IQM Garnet和Emerald设备的量子比特组如下图所示。

  5. 具有这些功能的程序必须作为逐字记录程序提交。要了解有关逐字记录程序的更多信息，请参阅使用 OpenQasm 3.0 进行逐字编译。

限制:

MCM 只能用于程序中的前馈控制。MCM 结果（0 或 1）不会作为任务结果的一部分返回。

左图是 IQM Garnet 20 量子比特器件，在方格中有 2 个量子比特组，右图是 IQM Emerald 54 量子比特器件，在方形晶格中有 4 个量子比特组。

这些图像显示了两个IQM设备的量子比特分组。Garnet20 量子比特器件包含 2 组量子比特，而 Emerald 54 量子比特器件包含 4 组量子比特。

示例：

  1. 通过主动重置来重复使用量子比特

    带有条件复位操作的 MCM 允许在单个电路执行中重复使用量子比特。这降低了电路深度要求并提高了量子器件的资源利用率。

  2. 主动位翻转保护

    动态电路可检测位翻转错误，并根据测量结果进行校正操作。该实现用作量子误差检测实验。

  3. 传送实验

    状态隐形传态使用局部量子运算和来自的经典信息传输量子比特态。 MCMs门传送无需直接量子运算即可实现量子比特之间的门。这些实验演示了三个关键领域的基础子例程：量子误差校正、基于测量的量子计算和量子通信。

  4. 开放量子系统仿真

    动态电路通过数据量子比特和环境纠缠以及环境测量对量子系统中的噪声进行建模。这种方法使用特定的量子比特来表示数据和环境元素。噪声通道可以通过对环境施加的门和测量值进行设计。

有关使用动态电路的更多信息，请参阅 Amazon Braket 笔记本存储库中的其他示例。