¿Qué es Amazon Braket? - Amazon Braket

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¿Qué es Amazon Braket?

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AmazonBraket es un sistema totalmente gestionado Servicio de AWS que ayuda a los investigadores, científicos y desarrolladores a iniciarse en la computación cuántica. La computación cuántica tiene el potencial de resolver problemas computacionales que están fuera del alcance de las computadoras clásicas porque aprovecha las leyes de la mecánica cuántica para procesar la información de nuevas maneras.

Acceder al hardware de la computación cuántica puede resultar caro e inconveniente. El acceso limitado dificulta la ejecución de algoritmos, la optimización de los diseños, la evaluación del estado actual de la tecnología y la planificación de cuándo invertir los recursos para obtener el máximo beneficio. Braket le ayuda a superar estos desafíos.

Braket ofrece un único punto de acceso a una variedad de tecnologías de computación cuántica. Con Braket, puede:

  • Explore y diseñe algoritmos cuánticos e híbridos.

  • Pruebe algoritmos en diferentes simuladores de circuitos cuánticos.

  • Ejecute algoritmos en diferentes tipos de ordenadores cuánticos.

  • Cree aplicaciones de prueba de concepto.

Definir problemas cuánticos y programar ordenadores cuánticos para resolverlos requiere un nuevo conjunto de habilidades. Para ayudarte a adquirir estas habilidades, Braket ofrece diferentes entornos para simular y ejecutar tus algoritmos cuánticos. Puede encontrar el enfoque que mejor se adapte a sus necesidades y empezar rápidamente con un conjunto de entornos de ejemplo denominados cuadernos.

El desarrollo de Braket consta de tres etapas: creación, prueba y ejecución:

Compilación: Braket proporciona entornos de portátiles Jupyter totalmente gestionados que facilitan la puesta en marcha. Los cuadernos Braket vienen preinstalados con ejemplos de algoritmos, recursos y herramientas de desarrollo, incluido el SDK de Braket. Amazon Con el SDK de Amazon Braket, puedes crear algoritmos cuánticos y luego probarlos y ejecutarlos en diferentes ordenadores y simuladores cuánticos cambiando una sola línea de código.

Prueba: Braket proporciona acceso a simuladores de circuitos cuánticos de alto rendimiento y totalmente gestionados. Puede probar y validar sus circuitos. Braket gestiona todos los componentes de software subyacentes y los clústeres de Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) para eliminar la carga de simular circuitos cuánticos en la infraestructura clásica de computación de alto rendimiento (HPC).

Run: Braket proporciona un acceso seguro y bajo demanda a diferentes tipos de ordenadores cuánticos. Tiene acceso a ordenadores cuánticos basados en puertas desdeIonQ, y OQCRigetti, así como a un simulador hamiltoniano analógico desde. QuEra Tampoco tiene ningún compromiso inicial ni necesita obtener acceso a través de proveedores individuales.

Acerca de la computación cuántica y Braket

La computación cuántica se encuentra en su fase inicial de desarrollo. Es importante entender que en la actualidad no existe ningún ordenador cuántico universal y tolerante a fallos. Por lo tanto, ciertos tipos de hardware cuántico se adaptan mejor a cada caso de uso y es crucial tener acceso a una variedad de hardware informático. Braket ofrece una variedad de hardware a través de proveedores externos.

El hardware cuántico existente está limitado debido al ruido, que introduce errores. La industria se encuentra en la era de la ruidosa cuántica de escala intermedia (NISQ). En la era NISQ, los dispositivos de computación cuántica son demasiado ruidosos para soportar algoritmos cuánticos puros, como el algoritmo de Shor o el algoritmo de Grover. Hasta que se disponga de una mejor corrección de los errores cuánticos, la computación cuántica más práctica requiere la combinación de recursos informáticos clásicos (tradicionales) con ordenadores cuánticos para crear algoritmos híbridos. Braket le ayuda a trabajar con algoritmos cuánticos híbridos.

En los algoritmos cuánticos híbridos, las unidades de procesamiento cuántico (QPU) se utilizan como coprocesadores para las CPU, lo que acelera los cálculos específicos de un algoritmo clásico. Estos algoritmos utilizan el procesamiento iterativo, en el que la computación se mueve entre ordenadores clásicos y cuánticos. Por ejemplo, las aplicaciones actuales de la computación cuántica en química, optimización y aprendizaje automático se basan en algoritmos cuánticos variacionales, que son un tipo de algoritmo cuántico híbrido. En los algoritmos cuánticos variacionales, las rutinas de optimización clásicas ajustan los parámetros de un circuito cuántico parametrizado de forma iterativa, del mismo modo que los pesos de una red neuronal se ajustan de forma iterativa en función del error de un conjunto de entrenamiento de aprendizaje automático. Braket ofrece acceso a la biblioteca de software de código PennyLane abierto, que le ayuda con los algoritmos cuánticos variacionales.

La computación cuántica está ganando terreno en el campo de la computación en cuatro áreas principales:

  • Teoría de números: incluye la factorización y la criptografía (por ejemplo, el algoritmo de Shor es el principal método cuántico para los cálculos de la teoría de números)

  • Optimización: incluye la satisfacción de las restricciones, la resolución de sistemas lineales y el aprendizaje automático

  • Computación oracular: incluye la búsqueda, los subgrupos ocultos y la búsqueda de órdenes (por ejemplo, el algoritmo de Grover es el principal método cuántico para los cálculos oráculos)

  • Simulación: incluye aplicaciones de simulación directa, invariantes de nudos y algoritmos de optimización cuántica aproximada (QAOA)

Las aplicaciones de estas categorías de cálculos se encuentran en los servicios financieros, la biotecnología, la industria manufacturera y los productos farmacéuticos, por nombrar algunos. Braket ofrece capacidades y ejemplos de cuadernos que ya se pueden aplicar a muchos problemas de prueba de concepto, además de a algunos problemas prácticos.