Übermittlung von Quantenaufgaben an Simulatoren

Amazon Braket bietet Zugriff auf mehrere Simulatoren, mit denen Sie Ihre Quantenaufgaben testen können. Sie können Quantenaufgaben einzeln einreichen oder die Batchverarbeitung von Quantenaufgaben einrichten.

Simulatoren

• Dichtematrixsimulator, DM1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/dm1

• Zustandsvektorsimulator, SV1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/sv1

• Tensor-Netzwerksimulator, TN1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/tn1

• Der lokale Simulator: LocalSimulator()

Anmerkung

Sie können Quantenaufgaben im CREATED Status „Für“ QPUs und „On-Demand-Simulatoren“ stornieren. Für On-Demand-Simulatoren und können Quantenaufgaben im QUEUED Status nach bestem Wissen und Gewissen storniert werden. QPUs Beachten Sie, dass es unwahrscheinlich ist, dass QPU QUEUED Quantenaufgaben innerhalb von QPU Verfügbarkeitsfenstern erfolgreich storniert werden.

In diesem Abschnitt:

• Vektorsimulator für lokalen Zustand (braket_sv)
• Simulator für lokale Dichtematrix () braket_dm
• Lokaler AHS Simulator () braket_ahs
• Zustandsvektorsimulator (SV1)
• Dichtematrix-Simulator (DM1)
• Tensor-Netzwerksimulator (TN1)
• Eingebettete Simulatoren
• Vergleichen Sie Simulatoren
• Beispiele für Quantenaufgaben auf Amazon Braket
• Testen einer Quantenaufgabe mit dem lokalen Simulator
• Batching von Quantenaufgaben

Vektorsimulator für lokalen Zustand (braket_sv)

Der Local State Vector Simulator (braket_sv) ist Teil von Amazon BraketSDK, das lokal in Ihrer Umgebung ausgeführt wird. Er eignet sich gut für die schnelle Prototypenentwicklung auf kleinen Schaltungen (bis zu 25 qubits) abhängig von den Hardwarespezifikationen Ihrer Braket-Notebook-Instanz oder Ihrer lokalen Umgebung.

Der lokale Simulator unterstützt alle Gates in Amazon BraketSDK, QPU Geräte unterstützen jedoch eine kleinere Teilmenge. Die unterstützten Gates eines Geräts finden Sie in den Geräteeigenschaften.

Anmerkung

Der lokale Simulator unterstützt erweiterte QASM Open-Funktionen, die auf QPU Geräten oder anderen Simulatoren möglicherweise nicht unterstützt werden. Weitere Informationen zu den unterstützten Funktionen finden Sie in den Beispielen im Open QASM Local Simulator-Notizbuch.

Weitere Informationen zur Arbeit mit Simulatoren finden Sie in den Amazon Braket-Beispielen.

Simulator für lokale Dichtematrix () braket_dm

Der Simulator für die lokale Dichtematrix (braket_dm) ist Teil des Amazon BraketSDK, das lokal in Ihrer Umgebung ausgeführt wird. Sie eignet sich gut für die schnelle Prototypenentwicklung auf kleinen Schaltungen mit Rauschen (bis zu 12). qubits) abhängig von den Hardwarespezifikationen Ihrer Braket-Notebook-Instanz oder Ihrer lokalen Umgebung.

Mithilfe von Gate-Noise-Operationen wie Bit-Flip und Depolarization Error können Sie gängige Noise-Schaltungen von Grund auf neu aufbauen. Sie können Rauschoperationen auch auf bestimmte Bereiche anwenden qubits und Gatter vorhandener Schaltungen, die sowohl mit als auch ohne Rauschen betrieben werden sollen.

Der braket_dm lokale Simulator kann die folgenden Ergebnisse liefern, wenn die angegebene Anzahl von shots:

• Matrix mit reduzierter Dichte: Shots = 0

Anmerkung

Der lokale Simulator unterstützt erweiterte QASM Open-Funktionen, die auf QPU Geräten oder anderen Simulatoren möglicherweise nicht unterstützt werden. Weitere Informationen zu den unterstützten Funktionen finden Sie in den Beispielen im Open QASM Local Simulator-Notizbuch.

Weitere Informationen zum lokalen Dichtematrixsimulator finden Sie in der Einführung in das Braket-Beispiel für einen Geräuschsimulator.

Lokaler AHS Simulator () braket_ahs

Der lokale Simulator AHS (Analog Hamiltonian Simulation) (braket_ahs) ist Teil von Amazon BraketSDK, das lokal in Ihrer Umgebung ausgeführt wird. Er kann verwendet werden, um Ergebnisse eines Programms zu simulieren. AHS Es eignet sich gut für das Prototyping auf kleinen Registern (bis zu 10 bis 12 Atome), abhängig von den Hardwarespezifikationen Ihrer Braket-Notebook-Instanz oder Ihrer lokalen Umgebung.

Der lokale Simulator unterstützt AHS Programme mit einem einheitlichen Treiberfeld, einem (ungleichmäßigen) Verschiebungsfeld und beliebigen Atomanordnungen. Einzelheiten entnehmen Sie bitte der AHSBraket-Klasse und dem AHS Braket-Programmschema.

Weitere Informationen zum lokalen AHS Simulator finden Sie auf der Seite HelloAHS: Run your first Analog Hamiltonian Simulation und in den Beispiel-Notebooks Analog Hamiltonian Simulation.

Zustandsvektorsimulator (SV1)

SV1 ist ein leistungsstarker, universeller Zustandsvektorsimulator auf Abruf. Er kann Schaltungen von bis zu 34 simulieren qubits. Sie können eine erwarten 34-qubitEin dichter und quadratischer Schaltkreis (Schaltungstiefe = 34) kann je nach Art der verwendeten Gates und anderen Faktoren etwa 1—2 Stunden in Anspruch nehmen. Schaltungen mit all-to-all Gates eignen sich gut für SV1. Es gibt Ergebnisse in Formen wie einem vollständigen Zustandsvektor oder einer Reihe von Amplituden zurück.

SV1 hat eine maximale Laufzeit von 6 Stunden. Es hat eine Standardeinstellung von 35 gleichzeitigen Quantenaufgaben und maximal 100 (50 in us-west-1 und eu-west-2) gleichzeitige Quantenaufgaben.

SV1 Ergebnisse

SV1 kann die folgenden Ergebnisse liefern, wenn die angegebene Anzahl von shots:

• Beispiel: Shots > 0

• Erwartung: Shots >= 0

• Varianz: Shots >= 0

• Wahrscheinlichkeit: Shots > 0

• Amplitude: Shots = 0

• Adjungierter Gradient: Shots = 0

Weitere Informationen zu Ergebnissen finden Sie unter Ergebnistypen.

SV1 ist immer verfügbar, führt Ihre Schaltungen bei Bedarf aus und kann mehrere Schaltungen parallel ausführen. Die Laufzeit skaliert linear mit der Anzahl der Operationen und exponentiell mit der Anzahl von qubits. Die Anzahl der shots hat einen geringen Einfluss auf die Laufzeit. Weitere Informationen finden Sie unter Simulatoren vergleichen.

Simulatoren unterstützen alle Gates in the BraketSDK, QPU Geräte unterstützen jedoch eine kleinere Teilmenge. Die unterstützten Gates eines Geräts finden Sie in den Geräteeigenschaften.

Dichtematrix-Simulator (DM1)

DM1 ist ein leistungsstarker Dichtematrixsimulator auf Abruf. Er kann Schaltungen von bis zu 17 simulieren qubits.

DM1 hat eine maximale Laufzeit von 6 Stunden, eine Standardeinstellung von 35 gleichzeitigen Quantenaufgaben und ein Maximum von 50 gleichzeitigen Quantenaufgaben.

DM1 Ergebnisse

DM1 kann die folgenden Ergebnisse liefern, wenn die angegebene Anzahl von shots:

• Beispiel: Shots > 0

• Erwartung: Shots >= 0

• Varianz: Shots >= 0

• Wahrscheinlichkeit: Shots > 0

• Matrix mit reduzierter Dichte: Shots = 0, bis max. 8 qubits

Weitere Informationen zu Ergebnissen finden Sie unter Ergebnistypen.

DM1 ist immer verfügbar, führt Ihre Schaltungen bei Bedarf aus und kann mehrere Schaltungen parallel ausführen. Die Laufzeit skaliert linear mit der Anzahl der Operationen und exponentiell mit der Anzahl von qubits. Die Anzahl der shots hat einen geringen Einfluss auf die Laufzeit. Weitere Informationen finden Sie unter Simulatoren vergleichen.

Lärmschutzmaßnahmen und Einschränkungen

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]

Tensor-Netzwerksimulator (TN1)

TN1 ist ein leistungsstarker Tensor-Netzwerksimulator auf Abruf. TN1 kann bestimmte Schaltungstypen mit bis zu 50 simulieren qubits und einer Schaltungstiefe von 1.000 oder weniger. TN1 ist besonders leistungsfähig für Schaltungen mit geringer Dichte, Schaltungen mit lokalen Gattern und andere Schaltungen mit besonderer Struktur, wie z. B. Schaltungen mit Quanten-Fourier-Transformation (QFT). TN1 arbeitet in zwei Phasen. Zunächst wird in der Probenphase versucht, einen effizienten Rechenpfad für Ihre Schaltung zu finden, also TN1 kann die Laufzeit der nächsten Phase, der sogenannten Kontraktionsphase, abschätzen. Wenn die geschätzte Kontraktionszeit die TN1 Laufzeitlimit der Simulation, TN1 versucht nicht, sich zusammenzuziehen.

TN1 hat ein Laufzeitlimit von 6 Stunden. Es ist auf maximal 10 (5 in eu-west-2) gleichzeitige Quantenaufgaben begrenzt.

TN1 Ergebnisse

Die Kontraktionsphase besteht aus einer Reihe von Matrixmultiplikationen. Die Reihe von Multiplikationen wird fortgesetzt, bis ein Ergebnis erreicht ist oder bis festgestellt wird, dass ein Ergebnis nicht erreicht werden kann.

Hinweis: Shots muss > 0 sein.

Zu den Ergebnistypen gehören:

• Beispiel

• Erwartung

• Varianz

Weitere Informationen zu Ergebnissen finden Sie unter Ergebnistypen.

TN1 ist immer verfügbar, führt Ihre Schaltungen bei Bedarf aus und kann mehrere Schaltungen parallel ausführen. Weitere Informationen finden Sie unter Simulatoren vergleichen.

Simulatoren unterstützen alle Gates in the BraketSDK, QPU Geräte unterstützen jedoch eine kleinere Teilmenge. Die unterstützten Gates eines Geräts finden Sie in den Geräteeigenschaften.

Besuchen Sie die Amazon Das GitHub Braket-Repository enthält ein TN1Beispiel-Notizbuch, das Ihnen den Einstieg erleichtern soll TN1.

Bewährte Methoden für die Arbeit mit TN1

• Vermeiden Sie all-to-all Stromkreise.

• Testen Sie eine neue Schaltung oder Klasse von Schaltungen mit einer kleinen Anzahl von shots, um die „Härte“ der Schaltung zu ermitteln für TN1.

• Groß aufgeteilt shot Simulationen über mehrere Quantenaufgaben.