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向模拟器提交量子任务
Amazon Braket 允许访问多个模拟器,这些模拟器可以测试您的量子任务。您可以单独提交量子任务,也可以运行多个程序。
模拟器
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密度矩阵模拟器,DM1:
arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/dm1 -
状态向量模拟器,SV1:
arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/sv1 -
张量网络模拟器,TN1:
arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/tn1 -
本地模拟器:
LocalSimulator()
注意
您可以取消处于 CREATED 状态的 QPU 和按需模拟器的量子任务。对于按需模拟器和 QPU,您可以尽最大努力取消 QUEUED 状态的量子任务。请注意,在 QPU 可用性窗口期间,QPU QUEUED 量子任务不太可能成功取消。
本节内容:
局部状态向量模拟器 (braket_sv)
本地状态向量模拟器 (braket_sv) 是在您的环境中本地运行的 Amazon Braket SDK 的一部分。它非常适合在小型电路(最多 25 个 qubits)上进行快速原型设计,具体取决于您的 Braket 笔记本实例或本地环境的硬件规格。
本地模拟器支持 Amazon Braket SDK 中的所有门,但是 QPU 设备支持的子集较小。您可以在设备属性中找到设备支持的门。
注意
本地模拟器支持高级 OpenQASM 功能,QPU 设备或其他模拟器可能不支持这些功能。有关支持的功能的更多信息,请参阅 OpenQASM 本地模拟器笔记本
有关如何使用模拟器的更多信息,请参阅 Amazon Braket 示例
局部密度矩阵模拟器 (braket_dm)
本地密度矩阵模拟器 (braket_dm) 是在您的环境中本地运行的 Amazon Braket SDK 的一部分。它非常适合在有噪声(最多 12 个 qubits)的小型电路上进行快速原型设计,具体取决于您的 Braket 笔记本实例或本地环境的硬件规格。
您可以使用门噪声操作(如位翻转和去极化误差)从头开始构建常见的噪声电路。您还可以将噪声运算应用于现有电路的特定 qubits 和门,这些电路将在有噪声和无噪声的情况下运行。
给定指定数量的 shots,braket_dm 本地模拟器可以提供以下结果:
-
约化密度矩阵:Shots = 0
注意
本地模拟器支持高级 OpenQASM 功能,QPU 设备或其他模拟器可能不支持这些功能。有关支持的功能的更多信息,请参阅 OpenQASM 本地模拟器笔记本
要了解有关局部密度矩阵模拟器的更多信息,请参阅 Braket 噪声模拟器入门示例
本地 AHS 模拟器 (braket_ahs)
本地 AHS(模拟哈密顿模拟)模拟器 (braket_ahs) 是在您的环境中本地运行的 Amazon Braket SDK 的一部分。它可以用来模拟 AHS 程序的结果。它非常适合在小型寄存器(最多 10-12 个原子)上进行原型设计,具体取决于您的 Braket 笔记本实例或本地环境的硬件规格。
本地模拟器支持具有一个均匀驱动场、一个(非均匀)移位场和任意原子排列的 AHS 程序。有关详细信息,请参阅 Braket AHS 类
要了解有关本地 AHS 模拟器的更多信息,请参阅 Hello AHS:运行您的第一个模拟哈密顿模拟页面和模拟哈密顿模拟示例笔记本
状态向量模拟器 (SV1)
SV1 是一款按需、高性能、通用状态向量模拟器。它可以模拟多达 34 个 qubits 的电路。根据所用门的类型和其他因素,您可以预计 34-qubit、密集的方形电路(电路深度 = 34)大约需要 1-2 小时才能完成。带有全能门的电路非常适合 SV1。它以诸如完整状态向量或振幅数组之类的形式返回结果。
SV1 的最大运行时为 6 小时。它的默认并发量子任务数量为 35 个,并发量子任务数量最多为 100 个(us-west-1 和 eu-west-2 中为 50 个)。
SV1 结果
SV1 在给定指定数量的情况下,可以提供以下结果 shots:
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示例:Shots > 0
-
期望:Shots >= 0
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方差:Shots >= 0
-
概率: Shots > 0
-
振幅:Shots = 0
-
伴随梯度:Shots = 0
有关结果的更多信息,请参阅结果类型。
SV1 始终可用,它可以按需运行您的电路,并且可以并行运行多个电路。运行时随操作数线性缩放,随 qubits 数指数级缩放。shots 的数量对运行时的影响很小。要了解更多信息,请访问比较模拟器。
模拟器支持 Braket SDK 中的所有门,但是 QPU 设备支持的子集较小。您可以在设备属性中找到设备支持的门。
密度矩阵模拟器 (DM1)
DM1 是一款按需提供的高性能密度矩阵模拟器。它可以模拟多达 17 个 qubits 的电路。
DM1 最大运行时为 6 小时,默认为 35 个并发量子任务,最多 50 个并发量子任务。
DM1 结果
DM1 在给定指定数量的情况下,可以提供以下结果 shots:
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示例:Shots > 0
-
期望:Shots >= 0
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方差:Shots >= 0
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概率: Shots > 0
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降低密度矩阵:Shots = 0,最大值为 8 个 qubits
有关这些类型的更多信息,请参阅结果类型。
DM1 始终可用,它可以按需运行您的电路,并且可以并行运行多个电路。运行时随操作数线性缩放,随 qubits 数指数级缩放。shots 的数量对运行时的影响很小。要了解更多信息,请参阅比较模拟器。
噪声门和局限性
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]
张量网络模拟器 (TN1)
TN1 是一款按需、高性能、张量网络模拟器。TN1 可以模拟某些电路类型,最大为 50,电路深度 qubits 等于 1000 或更小。TN1 对于稀疏电路、带有局部门的电路以及其他具有特殊结构的电路(例如量子傅里叶变换 (QFT) 电路)特别强大。TN1 分两个阶段运行。首先,排练阶段会尝试为您的电路确定有效的计算路径,因而 TN1 可以估计下一阶段(称为收缩阶段)的运行时。如果估计的收缩时间超过 TN1 模拟运行时限制,TN1 不会尝试收缩。
TN1 的运行时限制为 6 小时。它限制为最多 10 个(在 eu-west-2 中为 5 个)并发量子任务。
TN1 结果
收缩阶段包括一系列矩阵乘法。一系列乘法一直持续到达到结果或确定无法得出结果为止。
注意:Shots 必须大于 0。
结果类型包括:
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样本
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期望
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方差
有关结果的更多信息,请参阅结果类型。
TN1 始终可用,它可以按需运行您的电路,并且可以并行运行多个电路。要了解更多信息,请参阅比较模拟器。
模拟器支持 Braket SDK 中的所有门,但是 QPU 设备支持的子集较小。您可以在设备属性中找到设备支持的门。
访问 Amazon Braket GitHub 存储库获取 TN1 示例笔记本
使用 TN1 的最佳实践
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避免全方位回路。
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用少量 shots 测试一个新的电路或一类电路,以了解电路的 TN1“硬度”。
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将大型 shot 模拟拆分为多个量子任务。