hamiltoniano Esquema del programa Braket AHS Esquema de resultados de tareas de Braket AHS QuEra esquema de propiedades del dispositivo

Envíe un programa analógico utilizando QuEra Aquila

Esta página proporciona una documentación completa sobre las capacidades de laAquila máquina deQuEra. Los detalles que se tratan aquí son los siguientes: 1) El hamiltoniano parametrizado simulado porAquila, 2) los parámetros del programa AHS, 3) el contenido de los resultados del AHS, 4) el parámetro deAquila capacidades. Le sugerimos que utilice la búsqueda de texto Ctrl+F para encontrar los parámetros relevantes para sus preguntas.

hamiltoniano

LaAquila máquina deQuEra simula de forma nativa el siguiente hamiltoniano (dependiente del tiempo):

where

H_drive,k (t) =( ¹/₂Ω (t) e ^{iω (t)} S_−,k + ^1/₂ Ω (t) e ^{−i (t)} S_+,k) + (−Δ_global (t) n_k),
- Ω (t) es la amplitud conductora global dependiente del tiempo (también conocida como frecuencia de Rabi), en unidades de (rad/us)
- ω (t) es la fase global dependiente del tiempo, medida en radianes
- S_−,k y S_+,k son los operadores de reducción y aumento del espín del átomo k (en base|↓⟩ =|g⟩, |↑ =|r⟩, son S₋ =|g～r|, S₊ =( S₋) ^† =|rg|)
- Δ_global (t) es la desafinación global dependiente del tiempo
- n_k es el operador de proyección en el estado de Rydberg del átomo k (es decir, n=|r～r|)
V_vdw,k,l = C₆/(d_k,l) ⁶ n_k n_l,
- C₆ es el coeficiente de van der Waals, en unidades de (rad/ s) * (m) ^6
- d_k,l es la distancia euclidiana entre el átomo k y l, medida en um.

Los usuarios tienen control sobre los siguientes parámetros mediante el esquema del programa Braket AHS.

Disposición bidimensional de átomos (_kcoordenadas x_k e y de cada átomo k, en unidades de um), que controla las distancias atómicas por pares d_k,l con k, l=1,2,... N
Ω (t), la frecuencia global de Rabi dependiente del tiempo, en unidades de (rad/ s)
ω (t), la fase global dependiente del tiempo, en unidades de (rad/s)
Δ_global (t), la desafinación global dependiente del tiempo, en unidades de (rad/ s)

nota

El usuario no puede controlar qué niveles están involucrados (es decir₋, los_+,n operadores S, S son fijos) ni la intensidad del coeficiente de interacción de Rydberg-Rydberg (C₆).

Esquema del programa Braket AHS

Objeto Braket.IR.AHS.Program_v1.program (ejemplo)


Program(
    braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
        name='braket.ir.ahs.program',
        version='1'
    ),
    setup=Setup(
        ahs_register=AtomArrangement(
            sites=[[Decimal('0'), Decimal('0')]],
            filling=[1]
        )
    ),
    hamiltonian=Hamiltonian(
        drivingFields=[
            DrivingField(
                amplitude=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('15700000.0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                ),
                phase=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                ),
                detuning=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('-54000000.0'), Decimal('54000000.0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                )
            )
        ],
        shiftingFields=[]
    )
)

JSON (ejemplo)


{
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.ir.ahs.program",
        "version": "1"
    },
    "setup": {
        "ahs_register": {
            "sites": [[0E-7, 0E-7]],
            "filling": [1]
        }
    },
    "hamiltonian": {
        "drivingFields": [
            {
                "amplitude": {
                    "time_series": {
                        "values": [0.0, 15700000.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                },
                "phase": {
                    "time_series": {
                        "values": [0E-7, 0E-7],
                        "times": [0E-9, 0.000001000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                },
                "detuning": {
                    "time_series": {
                        "values": [-54000000.0, 54000000.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                }
            }
        ],
        "shiftingFields": []
    }
}

Campos principales
Campo del programa	type	description
setup.ahs_register.sites	Lista [Lista [Decimal]]	Lista de coordenadas bidimensionales donde las pinzas atrapan átomos
setup.ahs_register.filling	Lista [int]	Marca los átomos que ocupan los sitios de trampa con 1 y los sitios vacíos con 0
hamiltonian.drivingFields [] .amplitude.time_series.times	Lista [Decimal]	puntos temporales de la amplitud de conducción, Omega (t)
hamiltonian.drivingFields [] .amplitude.time_series.values	Lista [Decimal]	valores de amplitud de conducción, Omega (t)
hamiltoniano. DrivingFields [] .amplitude.pattern	str	patrón espacial de la amplitud de conducción, Omega (t); debe ser «uniforme»
hamiltonian.drivingFields [] .phase.time_series.times	Lista [Decimal]	puntos temporales de la fase de conducción, phi (t)
hamiltonian.drivingFields [] .phase.time_series.values	Lista [Decimal]	valores de la fase de conducción, phi (t)
hamiltonian.DrivingFields [] .phase.pattern	str	patrón espacial de la fase de conducción, phi (t); debe ser «uniforme»
hamiltonian.drivingFields [] .detuning.time_series.times	Lista [Decimal]	puntos temporales de desafinación de conducción, delta_global (t)
hamiltonian.drivingFields [] .detuning.time_series.values	Lista [Decimal]	valores de conducción desafinando, delta_global (t)
hamiltoniano. DrivingFields [] .detuning.pattern	str	patrón espacial de desafinación de conducción, delta_global (t); debe ser «uniforme»
Hamiltoniano. Campos cambiantes	List	debe estar vacío

Campos de metadatos
Campo del programa	type	description
braketSchemaHeader.nombre	str	nombre del esquema; debe ser 'braket.ir.ahs.program'
braketSchemaHeader.versión	str	versión del esquema

Esquema de resultados de tareas de Braket AHS

braket.tasks.analog_hamiltonian_simulation_quantum_task_result. AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(ejemplo)


AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(
    task_metadata=TaskMetadata(
        braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
            name='braket.task_result.task_metadata',
            version='1'
        ),
        id='arn:aws:braket:us-east-1:123456789012:quantum-task/12345678-90ab-cdef-1234-567890abcdef',
        shots=2,
        deviceId='arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/quera/Aquila',
        deviceParameters=None,
        createdAt='2022-10-25T20:59:10.788Z',
        endedAt='2022-10-25T21:00:58.218Z',
        status='COMPLETED',
        failureReason=None
    ),
    measurements=[
        ShotResult(
            status=<AnalogHamiltonianSimulationShotStatus.SUCCESS: 'Success'>,

            pre_sequence=array([1, 1, 1, 1]),
            post_sequence=array([0, 1, 1, 1])
        ),

        ShotResult(
            status=<AnalogHamiltonianSimulationShotStatus.SUCCESS: 'Success'>,

            pre_sequence=array([1, 1, 0, 1]),
            post_sequence=array([1, 0, 0, 0])
        )
    ]
)

JSON (ejemplo)


{
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result",
        "version": "1"
    },
    "taskMetadata": {
        "braketSchemaHeader": {
            "name": "braket.task_result.task_metadata",
            "version": "1"
        },
        "id": "arn:aws:braket:us-east-1:123456789012:quantum-task/12345678-90ab-cdef-1234-567890abcdef",
        "shots": 2,
        "deviceId": "arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/quera/Aquila",

        "createdAt": "2022-10-25T20:59:10.788Z",
        "endedAt": "2022-10-25T21:00:58.218Z",
        "status": "COMPLETED"

    },
    "measurements": [
        {
            "shotMetadata": {"shotStatus": "Success"},
            "shotResult": {
                "preSequence": [1, 1, 1, 1],
                "postSequence": [0, 1, 1, 1]
            }
        },
        {
            "shotMetadata": {"shotStatus": "Success"},
            "shotResult": {
                "preSequence": [1, 1, 0, 1],
                "postSequence": [1, 0, 0, 0]
            }
        }
    ],
    "additionalMetadata": {
        "action": {...}
        "queraMetadata": {
            "braketSchemaHeader": {
                "name": "braket.task_result.quera_metadata",
                "version": "1"
            },
            "numSuccessfulShots": 100
        }
    }
}

Campos principales
Campo de resultado de la tarea	type	description
medidas [] .ShotResult.PreSequence	Lista [int]	Bits de medición previa a la secuencia (uno para cada sitio atómico) para cada disparo: 0 si el sitio está vacío, 1 si el sitio está lleno, medidos antes de las secuencias de pulsos que ejecutan la evolución cuántica
medidas [] .ShotResult.PostSequence	Lista [int]	Bits de medición posteriores a la secuencia para cada toma: 0 si el átomo está en el estado de Rydberg o el sitio está vacío, 1 si el átomo está en estado fundamental, medidos al final de las secuencias de pulsos que ejecutan la evolución cuántica

Campos de metadatos
Campo de resultado de la tarea	type	description
braketSchemaHeader.nombre	str	nombre del esquema; debe ser 'braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result'
braketSchemaHeader.versión	str	versión del esquema
Metadatos de tareas. braketSchemaHeader.nombre	str	nombre del esquema; debe ser 'braket.task_result.task_metadata'
Metadatos de tareas. braketSchemaHeader.versión	str	versión del esquema
TaskMetadata.id	str	El ID de la tarea. ParaAWS las tareas, este es el ARN de la tarea.
Metadatos de tareas. Shots	int	El número de disparos de la tarea
TaskMetadata.shots.DeviceID	str	El ID del dispositivo en el que se ejecutó la tarea. ParaAWS los dispositivos, este es el ARN del dispositivo.
Taskmetadata.shots.creado en	str	La marca de tiempo de la creación; el formato debe estar en el formato de cadena ISO-8601/RFC3339 yyyy-mm-ddthh:mm:ss.sssz. El valor predeterminado es Ninguno.
Taskmetadata.shots.endat	str	La marca de tiempo en la que finalizó la tarea; el formato debe estar en el formato de cadena ISO-8601/RFC3339 yyyy-MM-DDTHH:mm:ss.sssz. El valor predeterminado es Ninguno.
Metadata.shots.status de la tarea	str	El estado de la tarea (CREADA, EN COLA, EN EJECUCIÓN, COMPLETADA, FALLIDA). El valor predeterminado es Ninguno.
Motivo del error de taskmetadata.shots.	str	El motivo del error de la tarea. El valor predeterminado es Ninguno.
Metadatos adicionales. Acción	Braket.ir.ahs.program_v1.program	(Consulte la sección Esquema del programa Braket AHS)
Metadatos adicionales. Acción. braketSchemaHeader.queraMetadata.name	str	nombre del esquema; debe ser 'braket.task_result.quera_metadata'
Metadatos adicionales. Acción. braketSchemaHeader.queraMetadata. Versión	str	versión del esquema
Metadatos adicionales. Acción. numSuccessfulShots	int	número de disparos completamente acertados; debe ser igual al número de disparos solicitado
medidas [] .shotMetadata.shotStatus	int	El estado de la inyección (éxito, éxito parcial, fracaso); debe ser «Éxito»

QuEra esquema de propiedades del dispositivo

braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities_v1. QueraDeviceCapabilities(ejemplo)


QueraDeviceCapabilities(
    service=DeviceServiceProperties(
        braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
            name='braket.device_schema.device_service_properties',
            version='1'
        ),
        executionWindows=[
            DeviceExecutionWindow(
                executionDay=<ExecutionDay.TUESDAY: 'Tuesday'>,
                windowStartHour=datetime.time(16, 0),
                windowEndHour=datetime.time(20, 0)
            )
        ],
        shotsRange=(1, 1000),
        deviceCost=DeviceCost(
            price=0.01,
            unit='shot'
        ),
        deviceDocumentation=
            DeviceDocumentation(
                imageUrl='https://a.b.cdn.console.awsstatic.com/59534b58c709fc239521ef866db9ea3f1aba73ad3ebcf60c23914ad8c5c5c878/a6cfc6fca26cf1c2e1c6.png',
                summary='Analog quantum processor based on neutral atom arrays',
                externalDocumentationUrl='https://www.quera.com/aquila'
            ),
            deviceLocation='Boston, USA',
            updatedAt=datetime.datetime(2022, 10, 24, 15, 45, tzinfo=datetime.timezone.utc)
    ),
    action={
        <DeviceActionType.AHS: 'braket.ir.ahs.program'>: DeviceActionProperties(
                version=['1'],
                actionType=<DeviceActionType.AHS: 'braket.ir.ahs.program'>
            )
    },
    deviceParameters={},
    braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
        name='braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities',
        version='1'
    ),
    paradigm=QueraAhsParadigmProperties(
        braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
            name='braket.device_schema.quera.quera_ahs_paradigm_properties',
            version='1'
        ),
        qubitCount=256,
        lattice=Lattice(
            area=Area(
                width=Decimal('0.000075'),
                height=Decimal('0.0001')
            ),
            geometry=Geometry(
                spacingRadialMin=Decimal('0.000004'),
                spacingVerticalMin=Decimal('0.000004'),
                positionResolution=Decimal('1E-7'),
                numberSitesMax=256
            )
        ),
        rydberg=Rydberg(
            c6Coefficient=Decimal('5.42E-24'),
            rydbergGlobal=RydbergGlobal(
                rabiFrequencyRange=(Decimal('0.0'), Decimal('15800000.0')),
                rabiFrequencyResolution=Decimal('400.0'),
                rabiFrequencySlewRateMax=Decimal('250000000000000.0'),
                detuningRange=(Decimal('-125000000.0'), Decimal('125000000.0')),
                detuningResolution=Decimal('0.2'),
                detuningSlewRateMax=Decimal('2500000000000000.0'),
                phaseRange=(Decimal('-99.0'), Decimal('99.0')),
                phaseResolution=Decimal('5E-7'),
                timeResolution=Decimal('1E-9'),
                timeDeltaMin=Decimal('1E-8'),
                timeMin=Decimal('0.0'),
                timeMax=Decimal('0.000004')
            )
        ),
        performance=Performance(
            lattice=PerformanceLattice(
                positionErrorAbs=Decimal('1E-7')
            ),
            rydberg=PerformanceRydberg(
                rydbergGlobal=PerformanceRydbergGlobal(
                    rabiFrequencyErrorRel=Decimal('0.02')
                )
            )
        )
    )
)

JSON (ejemplo)


{
    "service": {
        "braketSchemaHeader": {
            "name": "braket.device_schema.device_service_properties",
            "version": "1"
        },
        "executionWindows": [
            {
                "executionDay": "Tuesday",
                "windowStartHour": "16:00:00",
                "windowEndHour": "20:00:00"
            }
        ],
        "shotsRange": [1, 1000],
        "deviceCost": {
            "price": 0.01,
            "unit": "shot"
        },

        "deviceDocumentation": {
            "imageUrl": "https://a.b.cdn.console.awsstatic.com/59534b58c709fc239521ef866db9ea3f1aba73ad3ebcf60c23914ad8c5c5c878/a6cfc6fca26cf1c2e1c6.png",
            "summary": "Analog quantum processor based on neutral atom arrays",
            "externalDocumentationUrl": "https://www.quera.com/aquila"
        },
        "deviceLocation": "Boston, USA",
        "updatedAt": "2022-10-24T15:45:00+00:00"
    },
    "action": {
        "braket.ir.ahs.program": {
            "version": ["1"],
            "actionType": "braket.ir.ahs.program"
        }
    },
    "deviceParameters": {},
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities",
        "version": "1"
    },
    "paradigm": {
        "braketSchemaHeader": {
            "name": "braket.device_schema.quera.quera_ahs_paradigm_properties",
            "version": "1"
        },
        "qubitCount": 256,
        "lattice": {
            "area": {
                "width": 7.5e-05,
                "height": 0.0001
            },
            "geometry": {
                "spacingRadialMin": 4e-06,
                "spacingVerticalMin": 4e-06,
                "positionResolution": 1e-07,
                "numberSitesMax": 256
            }
        },
        "rydberg": {
            "c6Coefficient": 5.42e-24,
            "rydbergGlobal": {
                "rabiFrequencyRange": [0.0,15800000.0],
                "rabiFrequencyResolution": 400.0,
                "rabiFrequencySlewRateMax": 250000000000000.0,
                "detuningRange": [-125000000.0, 125000000.0],
                "detuningResolution": 0.2,
                "detuningSlewRateMax": 2500000000000000.0,
                "phaseRange": [-99.0, 99.0],
                "phaseResolution": 5e-07,
                "timeResolution": 1e-09,
                "timeDeltaMin": 1e-08,
                "timeMin": 0.0,
                "timeMax": 4e-06
            }
        },
        "performance": {
            "lattice": {
                "positionErrorAbs": 1e-07
            },
            "rydberg": {
                "rydbergGlobal": {
                    "rabiFrequencyErrorRel": 0.02
                }
            }
        }
    }
}

Campos de capacidades
Campo de resultado de la tarea	type	description
Paradigm.Qubit Count	int	el número de qubits
paradigm.retice.area.width	Decimal (Decimal)	Diferencia máxima permitida entre las coordenadas x de dos sitios (medida en metros)
paradigma, celosía, área, altura	Decimal (Decimal)	Diferencia máxima permitida entre las coordenadas y de dos sitios (medida en metros)
paradigma, celosía, geometría. spacingRadialMin	Decimal (Decimal)	Espacio radial mínimo entre dos sitios de la red (medido en metros)
paradigma, celosía, geometría. spacingVerticalMin	Decimal (Decimal)	Espacio mínimo entre dos filas de la celosía (medido en metros)
Paradigma. Red. Geometría. Resolución de posición	Decimal (Decimal)	Resolución con la que se pueden especificar las posiciones del sitio (medida en metros)
paradigma, celosía, geometría. numberSitesMax	int	Número máximo de sitios que se pueden colocar en la red
Paradigm.Rydberg.Coeficiente C6	Decimal (Decimal)	Coeficiente de interacción C6 de Rydberg-Rydberg (medido en (rad/s) *m^6)
Paradigm.Rydberg.RydbergGlobal. rabiFrequencyRange	Tupla [Decimal, Decimal]	Rango de frecuencia Rabi alcanzable para la serie temporal global de unidades de Rydberg (medido en rad/s)
Paradigm.Rydberg.RydbergGlobal. rabiFrequencyResolution	Decimal (Decimal)	Resolución con la que se puede especificar la amplitud de frecuencia global de Rabi (medida en rad/s)
Paradigm.Rydberg.RydbergGlobal. rabiFrequencySlewRateMax	Decimal (Decimal)	Velocidad de respuesta máxima para cambiar la frecuencia global de Rabi (medida en (rad/s) /s)
Paradigm.Rydberg.RydbergGlobal. De Tuning Range	Tupla [Decimal, Decimal]	Rango de desafinación alcanzable para el pulso global de Rydberg (medido en rad/s)
Paradigm.Rydberg.RydberggGlobal. Resolution	Decimal (Decimal)	Resolución con la que se puede especificar la desafinación global (medida en rad/s)
Paradigm.Rydberg.RydbergGlobal. detuningSlewRateMáximo	Decimal (Decimal)	Velocidad máxima de respuesta para la desafinación (medida en (rad/s) /s)
Paradigm.Rydberg.RydbergGlobal.PhaseRange	Tupla [Decimal, Decimal]	Intervalo de fase alcanzable para el pulso global de Rydberg (medido en rad)
Paradigm.Rydberg.RydbergGlobal.Resolución de fase	Decimal (Decimal)	Resolución con la que se puede especificar la fase de frecuencia global de Rabi (medida en rad)
Paradigm.Rydberg.RydberggGlobal.Time Resolution	Decimal (Decimal)	Resolución con la que se pueden especificar los tiempos de los parámetros globales de la unidad Rydberg (medida en s)
Paradigm.Rydberg.RydbergGlobal. timeDeltaMin	Decimal (Decimal)	Intervalo de tiempo mínimo con el que se pueden especificar los tiempos de los parámetros globales de la unidad Rydberg (medidos en s)
Paradigm.Rydberg.RydberggGlobal.Timemin	Decimal (Decimal)	Duración mínima de la conducción en Rydberg (medida en s)
Paradigm.Rydberg.RydbergGlobal.TimeMax	Decimal (Decimal)	Duración máxima de la conducción en Rydberg (medida en s)

Campos de rendimiento
Campo de resultado de la tarea	type	description
paradigm.performance.entramado. positionErrorAbs	Decimal (Decimal)	Error entre la posición objetivo y la posición real del sitio (medido en metros)
Paradigm.peformance.RydbergGlobal. rabiFrequencyErrorRel	Decimal (Decimal)	error aleatorio en la frecuencia de Rabi, relativo (sin unidades)

Campos de propiedades del servicio
Campo de resultado de la tarea	type	description
service.executionWindows [] .Día de ejecución	ExecutionDay	Días del período de ejecución; deben ser «Todos los días», «De lunes a viernes», «fin de semana», «lunes», «martes», «miércoles», «jueves», «viernes», «sábado» o «domingo»
Servicio.ejecuciónWindows []. windowStartHour	fecha.hora	Formato de 24 horas UTC de la hora en que se inicia la ventana de ejecución
Servicio.ejecuciónWindows []. windowEndHour	fecha.hora	Formato de 24 horas UTC de la hora en que finaliza la ventana de ejecución
Service.QPU_Capabilities.Service.ShotSrange	Tupla [int, int]	Número mínimo y máximo de disparos para el dispositivo
service.qpu_capabilities.service.devicecost.price	float	Precio del dispositivo en dólares estadounidenses
service.qpu_capabilities.service.devicecost.unit	str	unidad para cobrar el precio, por ejemplo: «minuto», «hora», «tiro», «tarea»

Campos de metadatos
Campo de resultado de la tarea	type	description
paradigma. braketSchemaHeader.nombre	str	nombre del esquema; debe ser 'braket.device_schema.quera.quera_ahs_paradigm_properties'
paradigma. braketSchemaHeader.versión	str	versión del esquema
action [] .version	str	versión del esquema del programa AHS
action [] .actionType	ActionType	Nombre del esquema del programa AHS; debe ser 'braket.ir.ahs.program'
servicio. braketSchemaHeader.nombre	str	nombre del esquema; debe ser 'braket.device_schema.device_service_properties'
servicio. braketSchemaHeader.versión	str	versión del esquema
Service.DeviceDocumentation.imageURL	str	URL de la imagen del dispositivo
Documentación de service.device. Resumen	str	breve descripción del dispositivo
Documentación del servicio. Dispositivo. externalDocumentationUrl	str	URL de documentación externa
Ubicación del servicio. Dispositivo	str	ubicación geográfica del dispositivo
Servicio. Actualizado en	datetime	hora en que se actualizaron por última vez las propiedades del dispositivo

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