¿Qué es Amazon Braket?

AmazonBraket es una solución totalmente gestionadaServicio 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 formas.

Acceder al hardware de 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.

• Ejecuta 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 notebooks.

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

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

Test: 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 acceso seguro y bajo demanda a diferentes tipos de computadoras cuánticas. Tiene acceso a computadoras cuánticas basadas en puertas desdeIonQ,OQCRigetti, yXanadu también a un simulador hamiltoniano analógico desde QuEra. Tampoco tiene ningún compromiso inicial y no 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 son más adecuados para 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 de terceros.

El hardware cuántico existente está limitado debido al ruido, que introduce errores. La industria se encuentra en la era de la escala cuántica ruidosa intermedia (NISQ). En la era NISQ, los dispositivos de computación cuántica son demasiado ruidosos para sostener 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 en un algoritmo clásico. Estos algoritmos utilizan un procesamiento iterativo, en el que la computación se mueve entre computadoras clásicas y cuánticas. 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, de la misma manera que los pesos de una red neuronal se ajustan iterativamente en función del error en 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 para los cálculos en cuatro áreas principales:

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

• Optimización: incluida la satisfacción de 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 un método cuántico principal para los cálculos oráculos)

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

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