向模拟器提交量子任务 - Amazon Braket

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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你的量子任务。您可以单独提交量子任务,也可以设置量子任务批处理

模拟器

  • 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

您可以取消按需模拟器CREATED状态下的 QPUs 量子任务。您可以尽最大努力取消该QUEUED州的量子任务,用于按需模拟器和. QPUs 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。

局部状态向量模拟器 (braket_sv)

本地状态矢量模拟器 (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。你可以在设备属性中找到设备支持的门。

注意

本地仿真器支持高级 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 本地模拟器笔记本中提供的示例。

有关如何使用模拟器的更多信息,请参阅 Amazon Bra ket 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。它非常适合在有噪音(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 笔记本电脑实例或本地环境的硬件规格。

您可以使用栅极噪声操作(例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,这些电路旨在在有噪声和无噪声的情况下运行。

给定指定数量,braket_dm本地模拟器可以提供以下结果shots:

  • 降低密度矩阵:Shots= 0

注意

本地仿真器支持高级 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 本地模拟器笔记本中提供的示例。

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(模拟哈密尔顿模拟)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。

本地仿真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 类和 Braket AHS 程序架构。

要了解有关本地 AHS 仿真器的更多信息,请参阅 Hello AHS:运行您的第一个模拟哈密顿仿真页面和模拟哈密顿仿真示例笔记本。

状态向量模拟器 (SV1)

SV1是一款按需、高性能、通用状态矢量仿真器。它可以模拟多达 34 的电路qubits。根据所用门的34-qubit类型和其他因素,您可以预计,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 all-to-all栅极的电路非常适合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最大运行时间为 6 小时。它的默认并发量子任务为 35 个,并发量子任务最多为 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:

  • 示例:Shots> 0

  • 期望:Shots>= 0

  • 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扩展,随操作数呈指数级缩放。qubits的数量shots对运行时间的影响很小。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。你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 个的电路qubits。

DM1最大运行时间为 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:

  • 示例:Shots> 0

  • 期望:Shots>= 0

  • 方差:Shots>= 0

  • 概率:Shots> 0

  • 降低密度矩阵:Shots= 0,最大值为 8 qubits

有关结果的更多信息,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扩展,随操作数呈指数级缩放。qubits的数量shots对运行时间的影响很小。要了解更多信息,请参阅比较模拟器。

噪音门和局限性

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 1,000 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分两个阶段运作。首先,排练阶段会尝试为您的电路确定有效的计算路径,因此TN1可以估计下一阶段(称为收缩阶段)的运行时间。如果估计的收缩时间超过TN1模拟运行时限制,TN1则不要尝试收缩。

TN1运行时间限制为 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

收缩阶段由一系列矩阵乘法组成。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:

  • 样本

  • 期望

  • 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。你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,以帮助您入门。TN1

使用的最佳实践 TN1

  • 避免 all-to-all回路。

  • 用少量测试一个新的电路或一类电路shots,以了解电路的 “硬度”。TN1

  • 将大型shot仿真拆分为多个量子任务。