Esplora le funzionalità sperimentali

Le funzionalità sperimentali forniscono l'accesso all'hardware con disponibilità limitata e nuove funzionalità emergenti. Per quanto riguarda le funzionalità di QuEra Aquila, è necessario richiedere l'accesso alle funzionalità sperimentali disponibili direttamente nella console Braket.

Per richiedere l'accesso a Experimental Capabilities for Aquila QuEra :

1. Accedi alla console Amazon Braket e seleziona Braket Direct nel menu a sinistra, quindi vai alla sezione Experimental Capabilities.

2. Scegli Get Access e compila le informazioni richieste.

3. Fornisci dettagli sul carico di lavoro e su dove intendi utilizzare questa funzionalità.

Accesso alla desintonizzazione locale sull'Aquila QuEra

La detuning locale (LD) è un nuovo campo di controllo dipendente dal tempo con uno schema spaziale personalizzabile. Il campo LD influenza i qubit secondo uno schema spaziale personalizzabile, realizzando diverse hamiltoniane per diversi qubit oltre a ciò che il campo di pilotaggio uniforme e l'interazione Rydberg-Rydberg possono creare.

Vincoli:

Il modello spaziale del campo di detuning locale è personalizzabile per ogni programma AHS, ma è costante nel corso di un programma. Le serie temporali del campo di detuning locale devono iniziare e terminare da zero con tutti i valori inferiori o uguali a zero. Inoltre, i parametri del campo di detoning locale sono limitati da vincoli numerici, che possono essere visualizzati tramite Braket SDK nella sezione delle proprietà del dispositivo specifico -. aquila_device.properties.paradigm.rydberg.rydbergLocal

Limitazioni:

Quando si eseguono programmi quantistici che utilizzano il campo di detonizzazione locale (anche se la sua magnitudine è impostata su zero costante in hamiltoniano), il dispositivo sperimenta una decoerenza più rapida rispetto al tempo T2 elencato nella sezione delle prestazioni delle proprietà di Aquila. Quando non necessario, è consigliabile omettere il campo di detoning locale dall'hamiltoniano del programma AHS.

Esempi:

1. Simulazione dell'effetto di un campo magnetico longitudinale non uniforme nei sistemi di spin

   Sebbene l'ampiezza e la fase del campo pilotante abbiano sui qubit lo stesso effetto del campo magnetico trasverso sugli spin, la somma della detonizzazione del campo pilotante e della detonizzazione locale produce sui qubit lo stesso effetto del campo longitudinale sugli spin. Grazie al controllo spaziale del campo di detunizzazione locale, è possibile simulare sistemi di spin più complessi.

2. Preparazione degli stati iniziali di non equilibrio

   Il quaderno di esempio Simulating retice gauge theory with Rydberg atoms mostra come impedire l'eccitazione dell'atomo centrale di una disposizione lineare a 9 atomi durante la ricottura del sistema verso la fase ordinata Z2. Dopo la fase di preparazione, il campo di detonizzazione locale viene ridotto e il programma AHS continua a simulare l'evoluzione temporale del sistema a partire da questo particolare stato di non equilibrio.

3. Risoluzione di problemi di ottimizzazione ponderata

   L'esempio di notebook Maximum weight independent set (MWIS) mostra come risolvere un problema MWIS su Aquila. Il campo di detoning locale viene utilizzato per definire i pesi sui nodi del grafico a disco unitario, i cui bordi sono realizzati dall'effetto di blocco Rybderg. Partendo dallo stato fondamentale uniforme e aumentando gradualmente il campo di detonizzazione locale, il sistema passa allo stato fondamentale del MWIS Hamiltonian per trovare soluzioni al problema.

QuEra Accesso alle geometrie alte dell'Aquila

La funzione Tall Geometries consente di specificare geometrie con altezza maggiore. Grazie a questa funzionalità, le disposizioni atomiche dei programmi AHS possono estendersi per una lunghezza aggiuntiva nella direzione y oltre alle normali capacità di Aquila.

Vincoli:

L'altezza massima per le geometrie alte è 0,000128 m (128 um).

Limitazioni:

Quando questa funzionalità sperimentale è abilitata per il tuo account, le funzionalità mostrate nella pagina delle proprietà del dispositivo e nella GetDevice chiamata continueranno a riflettere il normale limite inferiore di altezza. Quando un programma AHS utilizza arrangiamenti atomici che vanno oltre le normali capacità, si prevede che l'errore di riempimento aumenti. Troverai un numero elevato di 0 imprevisti nella pre_sequence parte del risultato dell'attività, che a loro volta riducono la possibilità di ottenere una disposizione perfettamente inizializzata. Questo effetto è più forte nelle file con molti atomi.

Esempi:

1. Arrangiamenti 1D e quasi-1d più grandi

   Le catene atomiche e le disposizioni simili a scale possono essere estese a numeri atomici più elevati. Orientando la direzione lunga parallelamente a y, è possibile programmare istanze più lunghe di questi modelli.

2. Più spazio per la multiplazione dell'esecuzione di attività con geometrie ridotte

   Il taccuino di esempio Parallel quantum tasks on Aquila mostra come sfruttare al meglio l'area disponibile: posizionando copie multiplex della geometria in questione in una disposizione atomica. Con una maggiore area disponibile, è possibile inserire più copie.

Accesso a geometrie strette sull'Aquila QuEra

La funzione di geometrie strette consente di specificare geometrie con una spaziatura più breve tra le righe adiacenti. In un programma AHS, gli atomi sono disposti in file, separati da una spaziatura verticale minima. La coordinata y di due siti atomici qualsiasi deve essere zero (stessa riga) o differire di più della distanza minima tra le righe (riga diversa). Grazie alla funzionalità di geometrie strette, la distanza minima tra le file viene ridotta, consentendo la creazione di disposizioni atomiche più strette. Sebbene questa estensione non modifichi il requisito minimo di distanza euclidea tra gli atomi, consente la creazione di reticoli in cui atomi distanti occupano file adiacenti più vicine l'una all'altra, un esempio notevole è il reticolo triangolare.

Vincoli:

La distanza minima tra le file per geometrie strette è 0,000002 m (2 um).

Limitazioni:

Quando questa funzionalità sperimentale è abilitata per il tuo account, le funzionalità mostrate nella pagina delle proprietà del dispositivo e nella GetDevice chiamata continueranno a riflettere il normale limite inferiore di altezza. Quando un programma AHS utilizza arrangiamenti atomici che vanno oltre le normali capacità, si prevede che l'errore di riempimento aumenti. I clienti riscontreranno un numero elevato di 0 imprevisti nella pre_sequence parte del risultato dell'attività, che a loro volta ridurranno la possibilità di ottenere una disposizione perfettamente inizializzata. Questo effetto è più forte nelle file con molti atomi.

Esempi:

1. Reticoli non rettangolari con piccole costanti reticolari

   Una distanza più stretta tra le file consente la creazione di reticoli in cui il vicino più prossimo di alcuni atomi si trova nella direzione diagonale. Esempi degni di nota sono i reticoli triangolari, esagonali e Kagome e alcuni quasi-cristalli.

2. Famiglia di reticoli sintonizzabili

   Nei programmi AHS, le interazioni vengono regolate regolando la distanza tra coppie di atomi. Una spaziatura più stretta tra le righe consente di regolare le interazioni di diverse coppie di atomi l'una rispetto all'altra con maggiore libertà, poiché gli angoli e le distanze che definiscono la struttura dell'atomo sono meno limitati dal vincolo minimo di spaziatura tra le file. Un esempio notevole è la famiglia di reticoli Shastry-Sutherland con lunghezze di legame diverse.

Circuiti dinamici su dispositivi IQM

I circuiti dinamici sui IQM dispositivi consentono misurazioni a medio circuito (MCM) e operazioni di feed-forward. Queste funzionalità consentono ai ricercatori e agli sviluppatori quantistici di implementare algoritmi quantistici avanzati con logica condizionale e capacità di riutilizzo dei qubit. Questa funzionalità sperimentale aiuta a esplorare algoritmi quantistici con una migliore efficienza delle risorse e a studiare gli schemi di mitigazione e correzione degli errori quantistici.

Istruzioni chiave:

• measure_ff: Implementa la misurazione per il controllo del feed-forward, misura un qubit e memorizza il risultato con una chiave di feedback.

• cc_prx: Implementa una rotazione controllata in modo classico che si applica solo quando il risultato associato alla chiave di feedback fornita misura uno stato |1⟩.

Amazon Braket supporta circuiti dinamici attraversoOpenQASM, ilAmazon Braket SDK, e il. Amazon Braket Qiskit Provider

Vincoli:

1. Le chiavi di feedback nelle measure_ff istruzioni devono essere uniche.

2. A cc_prx deve succedere dopo measure_ff con la stessa chiave di feedback.

3. In un singolo circuito, il feed-forward di un qubit può essere controllato solo da un qubit, da solo o da un altro qubit. In circuiti diversi, è possibile avere diverse coppie di controllo.

   1. Ad esempio, se il qubit 1 è controllato dal qubit 2, non può essere controllato dal qubit 3 nello stesso circuito. Non esiste alcun vincolo sul numero di volte in cui il controllo viene applicato tra qubit 1 e qubit 2. Qubit 2 può essere controllato da qubit 3 (o qubit 1), a meno che non sia stato eseguito un reset attivo sul qubit 2.

4. Il controllo può essere applicato solo ai qubit all'interno dello stesso gruppo. I gruppi di qubit per i Emerald dispositivi IQM Garnet e sono nelle immagini seguenti.

5. I programmi con queste funzionalità devono essere inviati come programmi letterali. Per ulteriori informazioni sui programmi letterali, vedere la compilazione Verbatim con OpenQASM 3.0.

Limitazioni:

MCM può essere utilizzato solo per il controllo feed-forward in un programma. I risultati MCM (0 o 1) non vengono restituiti come parte dei risultati di un'attività.

Queste immagini mostrano IQM i raggruppamenti di qubit per entrambi i dispositivi. Il dispositivo da Garnet 20 qubit contiene 2 gruppi di qubit, mentre il dispositivo da Emerald 54 qubit contiene 4 gruppi di qubit.

Esempi:

1. Riutilizzo dei qubit tramite reset attivo

   MCM con operazioni di ripristino condizionale consente il riutilizzo dei qubit all'interno di un'esecuzione a circuito singolo. Ciò riduce i requisiti di profondità del circuito e migliora l'utilizzo delle risorse dei dispositivi quantistici.

2. Protezione attiva dal bit flip

   I circuiti dinamici rilevano gli errori di bit flip e applicano operazioni correttive in base ai risultati delle misurazioni. Questa implementazione funge da esperimento di rilevamento degli errori quantistici.

3. Esperimenti di teletrasporto

   Il teletrasporto statale trasferisce gli stati dei qubit utilizzando operazioni quantistiche locali e informazioni classiche da. MCMs Il teletrasporto implementa i gate tra i qubit senza operazioni quantistiche dirette. Questi esperimenti dimostrano le subroutine fondamentali in tre aree chiave: correzione degli errori quantistici, calcolo quantistico basato sulla misurazione e comunicazione quantistica.

4. Simulazione di sistemi quantistici aperti

   I circuiti dinamici modellano il rumore nei sistemi quantistici attraverso il qubit di dati e l'entanglement ambientale e misurazioni ambientali. Questo approccio utilizza qubit specifici per rappresentare dati ed elementi ambientali. Un canale di rumore può essere progettato in base ai cancelli e alle misurazioni applicate all'ambiente.

Per ulteriori informazioni sull'uso dei circuiti dinamici, consulta altri esempi nell'archivio per notebook Amazon Braket.