AmazonBrakettermini e concetti - Amazon Braket

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AmazonBrakettermini e concetti

I seguenti termini e concetti sono utilizzati inAmazon Braket:

Braket

Abbiamo chiamato ilAmazon Braketservizio dopo ilnotazione bra-ket, una notazione standard nella meccanica quantistica. Fu introdotto da Paul Dirac nel 1939 per descrivere lo stato dei sistemi quantistici, ed è anche nota come notazione Dirac.

Computer quantistico

Un computer quantistico è un dispositivo fisico che utilizza fenomeni quantomeccanici come sovrapposizione e entanglement per eseguire calcoli. Esistono diversi paradigmi per il calcolo quantistico (QC), come ad esempioQC basato su gateoricottura quantistica.

Qubit

L'unità di base di informazioni in un computer quantistico è chiamata aqubit(bit quantistico), in analogia con i bit classici. UNqubitè un sistema quantistico a due livelli che può essere realizzato con diverse implementazioni fisiche, come circuiti superconduttori o singoli ioni e atomi. Altroqubiti tipi sono basati su fotoni, giri elettronici o nucleari o sistemi quantistici più esotici.

Quantum Computing basato su gate

Nel controllo qualità basato su gate (chiamato anche QC basato su circuiti), i calcoli vengono suddivisi in operazioni elementari (gate). Si può dimostrare che alcuni gruppi di cancelli sono universali, il che significa che ogni calcolo può essere espresso come una sequenza finita di tali cancelli. I cancelli sono i blocchi costitutivi dicircuiti quantistici, in analogia con le porte logiche dei circuiti digitali classici.

Ricottura quantistica

La ricottura quantistica è una forma di calcolo quantistico speciale che cerca di utilizzare fluttuazioni quantistiche per trovare i minimi globali di una funzione oggettiva. Nella maggior parte degli approcci, la funzione oggettiva codificata direttamente nei parametri di accoppiamento fisico delqubits. La ricottura quantistica viene utilizzata principalmente per problemi di ottimizzazione combinatoria (ad es.Problemi relativi a QUBO), dove si dispone di uno spazio di ricerca finito e discreto.

Device

Nello statoAmazon Braket, un dispositivo è un backend che può essere eseguitoattività quantistiche. Un dispositivo può essere unQPUo asimulatore di circuiti quantistici. Per ulteriori informazioni, consultaAmazonBraketdispositivi supportati.

Simulatore di circuiti quantistici

Un simulatore di circuiti quantistici è un programma per computer che funziona su computer classici e calcola i risultati di misurazione di uncircuito quantistico. Per i circuiti generali, il fabbisogno di risorse di una simulazione quantistica cresce esponenzialmente con il numero diqubitsper simulare.Amazon Braketfornisce accesso a entrambi i gestiti (a cui si accede tramite ilBraket API) e locale (parte delAmazon BraketSDK) simulatori di circuiti quantistici.

Unità di elaborazione quantistica (QPU)

Un QPU è un dispositivo di calcolo quantistico fisico in grado di eseguire un'attività quantistica. Le QPU possono essere basate su diversi paradigmi QC, ad esempio QC basato su gate o ricottura quantistica. Per ulteriori informazioni, consultaAmazonBraketdispositivi supportati.

Circuito quantistico

Un circuito quantistico è il set di istruzioni che definisce un calcolo su un computer quantistico basato su gate. Un circuito quantistico è una sequenza di porte quantistiche (che sono trasformazioni reversibili su unqubitregistro) insieme alle istruzioni di misurazione.

Shots

Poiché il calcolo quantistico è intrinsecamente probabilistico, qualsiasi circuito (o programma di ricottura) deve essere valutato più volte per ottenere risultati accurati. L'esecuzione e la misurazione di un singolo circuito sono chiamate asparo. Il numero discatti(esecuzioni ripetute) per il circuito viene scelto in base alla precisione desiderata per il risultato. Il numero dishotspuò variare da 10 a 100.000shotsper attività.

Attività quantistiche

Nello statoAmazon Braket, un compito quantistico è la richiesta atomica adispositivo. PerQC basato su gatedispositivi, questo include il circuito quantistico (comprese le istruzioni di misurazione e il numero dishots) e altri metadati delle richieste. È possibile creare attività quantistiche tramiteAmazon BraketSDK o utilizzando ilCreateQuantumTask APIoperazione diretta. Dopo aver creato un'attività, questa verrà accodata fino a quando il dispositivo richiesto non sarà disponibile. È possibile visualizzare le attività quantistiche sulAttività(Codice creato) dellaAmazon Braketconsole, o utilizzandoGetQuantumTaskoSearchQuantumTasks APIoperazioni.

Braketoccupazione

Amazon Braketha una funzione chiamataAmazon BraketLavori ibridi (oBraketLavori in breve) che forniscono esecuzioni completamente gestite di algoritmi ibridi. UNBraketè composto di tre componenti:

  1. La definizione del tuo algoritmo, che può essere fornita come script, modulo python o contenitore Docker.

  2. Laistanza di lavoro, basato suAmazonEC2, su cui eseguire l'algoritmo. Il valore predefinito è un'istanza ml.m5.xlarge.

  3. Ladispositivo quantisticosu cui eseguire ilattività quantisticheche fanno parte del tuo algoritmo. Un singolo lavoro in genere contiene una raccolta di molte attività.

Cancelli supportati da QPU

I cancelli supportati da QPU sono i cancelli accettati dal dispositivo QPU. Questi cancelli potrebbero non essere in grado di funzionare direttamente sul QPU, il che significa che potrebbero dover essere decomposti in cancelli nativi. È possibile trovare i cancelli supportati di un dispositivo suldispositivi(IT) dellaAmazon Braketconsole e attraverso ilBraketSDK.

Cancelli nativi QPU

I cancelli nativi QPU sono i cancelli che possono essere mappati direttamente per controllare gli impulsi tramite il sistema di controllo QPU. I gate nativi possono essere eseguiti sul dispositivo QPU senza ulteriore compilazione. Sottoinsieme diCancelli supportati da QPU. È possibile trovare i cancelli nativi di un dispositivo suldispositivi(IT) dellaAmazon Braketconsole e attraverso ilBraketSDK.

AWSterminologia e suggerimenti perAmazonBraket

Utenti IAM

Un utente IAM è un'identità in cui creiAWS. Rappresenta la persona o l'applicazione con cui interagisceAWSrisorse e servizi. È composto da un nome e da delle credenziali. Per impostazione predefinita, quando si crea un nuovo utente IAM inAWS, non dispone di autorizzazioni ad esso associate. Per consentire all'utente IAM di eseguire azioni specifiche inAWS, come il lancio di unAmazonIstanza EC2 o creazione di unAmazonBucket S3, è necessario concedere all'utente IAM le autorizzazioni necessarie.

  • best practice: È consigliabile creare un singolo utente IAM per ogni persona che ha bisogno di accedereAWS. Anche se hai più dipendenti che richiedono lo stesso livello di accesso, crea singoli utenti IAM per ciascuno di essi. Questo approccio fornisce ulteriore sicurezza consentendo a ciascun utente IAM di disporre di un set univoco di credenziali di sicurezza.

Policy IAM

Un criterio IAM è un documento che consente o nega le autorizzazioni perAWSrisorse e servizi. Le policy IAM consentono di personalizzare i livelli di accesso alle risorse degli utenti. Ad esempio, è possibile consentire agli utenti di accedere a tutte leAmazonS3 bucket all'interno della tuaAWSaccount, o solo un secchio specifico.

  • best practice: Segui il principio di sicurezza diprivilegio minimoconcessione di autorizzazioni. Seguendo questo principio, si aiuta a impedire agli utenti o ai ruoli di disporre di più autorizzazioni del necessario per eseguire le loro attività. Ad esempio, se un dipendente ha bisogno di accedere solo a un periodo fisso specifico, specificare il bucket nel criterio IAM. Fatelo invece di concedere al dipendente l'accesso a tutti i bucket del vostroAWSconto.

Ruoli IAM

Un ruolo IAM è un'identità che è possibile assumere per ottenere un accesso temporaneo alle autorizzazioni. Prima che un utente IAM, un'applicazione o un servizio possa assumere un ruolo IAM, è necessario concedere le autorizzazioni per passare al ruolo. Quando qualcuno assume un ruolo IAM, abbandonano tutte le autorizzazioni precedenti che avevano sotto un ruolo precedente e assumono le autorizzazioni del nuovo ruolo.

  • best practice: I ruoli IAM sono ideali per situazioni in cui l'accesso a servizi o risorse deve essere concesso temporaneamente, anziché a lungo termine.

AmazonBucket S3

AmazonSimple Storage Service (AmazonS3) è unAWSservizio che consente di memorizzare i dati comeoggettinelsecchi.Amazon Le benne S3 offrono spazio di archiviazione illimitato. La dimensione massima di un oggetto in unAmazonLa benna S3 è di 5 TB. È possibile caricare qualsiasi tipo di dati file in unAmazonbucket S3, come immagini, video, file di testo, file di backup, file multimediali per un sito Web, documenti archiviati e il tuoBraketrisultati delle attività.

  • best practice: È possibile impostare le autorizzazioni per controllare l'accesso al bucket S3. Per ulteriori informazioni, consultaPolicy di bucket e policy utentenellaAmazonDocumentazione S3.