シミュレーターへの量子タスクの送信 - Amazon Braket
ローカル状態ベクトルシミュレーター (braket_sv）局所密度行列シミュレーター (braket_dm）ローカルAHSシミュレーター (braket_ahs）ステートベクトルシミュレーター (SV1)密度行列シミュレーター (DM1)テンソルネットワークシミュレーター (TN1)

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シミュレーターへの量子タスクの送信

Amazon Braket は、量子タスクをテストできる複数のシミュレーターへのアクセスを提供します。量子タスクは個別に送信することも、量子タスクバッチ を設定することもできます。

シミュレーター

  • 密度行列シミュレーター、DM1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/dm1

  • ステートベクトルシミュレーター、SV1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/sv1

  • テンソルネットワークシミュレーター、TN1 : arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/tn1

  • ローカルシミュレーター : LocalSimulator()

注記

QPUs およびオンデマンドシミュレーターの CREATED状態の量子タスクをキャンセルできます。オンデマンドシミュレーターと では、ベストエフォートベースで QUEUED 状態の量子タスクをキャンセルできますQPUs。アベイラQPUビリティーウィンドウ中にQPUQUEUED量子タスクが正常にキャンセルされる可能性は低いことに注意してください。

このセクションの内容:

ローカル状態ベクトルシミュレーター (braket_sv）

ローカル状態ベクトルシミュレーター (braket_sv) は、お客様の環境でローカルでSDK実行される Amazon Braket の一部です。小さな回路 (最大 25 個) でのラピッドプロトタイピングに適しています。qubits) Braket ノートブックインスタンスまたはローカル環境のハードウェア仕様によって異なります。

ローカルシミュレーターは Amazon Braket のすべてのゲートをサポートしますがSDK、QPUデバイスはより小さなサブセットをサポートします。デバイスのサポートされているゲートは、デバイスのプロパティで確認できます。

注記

ローカルシミュレーターは、QPUデバイスやその他のシミュレーターではサポートされない可能性がある高度な OpenQASM 機能をサポートしています。サポートされている機能の詳細については、「OpenQASM Local Simulator notebook」に記載されている例を参照してください。

シミュレーターを使用する方法については、「Amazon Braket の例」を参照してください。

局所密度行列シミュレーター (braket_dm）

局所密度行列シミュレーター (braket_dm) は、Amazon 環境内でローカルSDKに実行される Braket。ノイズのある小さな回路 (最大 12 個) でのラピッドプロトタイピングに適しています。qubits) Braket ノートブックインスタンスまたはローカル環境のハードウェア仕様によって異なります。

ビットフリップや脱分極誤差などのゲートノイズ演算を使用して、一般的なノイズの多い回路をゼロから構築できます。特定の にノイズオペレーションを適用することもできます。qubits ノイズの有無にかかわらず、 と の既存の回路のゲート。

braket_dm ローカルシミュレーターは、指定された の数に応じて、次の結果を提供できます。shots:

  • 低密度行列：Shots = 0

注記

ローカルシミュレーターは高度な Open QASM機能をサポートしていますが、QPUデバイスやその他のシミュレーターではサポートされていない場合があります。サポートされている機能の詳細については、「OpenQASM Local Simulator notebook」に記載されている例を参照してください。

局所密度行列シミュレーターの詳細については、「Braket 入門ノイズシミュレーターの例」を参照してください。

ローカルAHSシミュレーター (braket_ahs）

ローカル AHS (Analog Hamiltonian Simulation) シミュレーター (braket_ahs) は、お客様の環境でローカルでSDK実行される Amazon Braket の一部です。プログラムの結果をシミュレートするために使用できますAHS。Braket ノートブックインスタンスまたはローカル環境のハードウェア仕様に応じて、スモールレジスタ (最大 10～12 原子) でのプロトタイプ作成に適しています。

ローカルシミュレーターは、1 つのユニフォーム駆動フィールド、1 つの (非ユニフォーム) シフトフィールド、および任意の原子配置を持つAHSプログラムをサポートします。詳細については、Braket AHS クラスと Braket AHS プログラムスキーマを参照してください。

ローカルAHSシミュレーターの詳細については、「Hello AHS: Run your first analog Hamiltonian Simulation」ページと「Analog Hamiltonian Simulation example notebooks」を参照してください。

ステートベクトルシミュレーター (SV1)

SV1 は、オンデマンドで高性能なユニバーサルステートベクトルシミュレーターです。最大 34 の回路をシミュレートできます。qubits。 は 34-qubit、高密度、および正方形の回路 (回路深度 = 34) は、使用するゲートのタイプやその他の要因に応じて、完了までに約 1～2 時間かかります。 all-to-all ゲート付きの回路は に適しています。SV1。 フルステートベクトルや振幅の配列などの形式で結果を返します。

SV1 の最大ランタイムは 6 時間です。デフォルトは 35 個の同時量子タスクで、最大 100 (us-west-1 および eu-west-2 では 50) 個の同時量子タスクがあります。

SV1 結果

SV1 は、指定された の数を前提として、次の結果を提供できます。shots:

  • サンプル：Shots > 0

  • 期待値：Shots >= 0

  • 分散：Shots >= 0

  • 確率：Shots > 0

  • 出力：Shots = 0

  • 結合グラデーション：Shots = 0

結果の詳細については、「結果タイプ」を参照してください。

SV1 は常に利用可能で、オンデマンドで回路を実行し、複数の回路を並行して実行できます。ランタイムは、オペレーションの数に応じて直線的にスケールされ、 の数に応じて指数関数的にスケールされます。qubits。 の数 shots はランタイムにわずかな影響を与えます。詳細については、「シミュレーターを比較する」を参照してください。

シミュレーターは Braket のすべてのゲートをサポートしますがSDK、QPUデバイスはより小さなサブセットをサポートします。デバイスのサポートされているゲートは、デバイスのプロパティで確認できます。

密度行列シミュレーター (DM1)

DM1 は、オンデマンドで高性能な密度行列シミュレーターです。最大 17 の回路をシミュレートできます qubits.

DM1 の最大ランタイムは 6 時間、デフォルトは 35 個の同時量子タスク、最大 50 個の同時量子タスクです。

DM1 結果

DM1 は、指定された の数を前提として、次の結果を提供できます。shots:

  • サンプル：Shots > 0

  • 期待値：Shots >= 0

  • 分散：Shots >= 0

  • 確率：Shots > 0

  • 低密度行列：Shots = 0、最大 8 qubits

結果の詳細については、「結果タイプ」を参照してください。

DM1 は常に利用可能で、オンデマンドで回路を実行し、複数の回路を並行して実行できます。ランタイムは、オペレーションの数に応じて直線的にスケーリングされ、 の数に応じて指数関数的にスケーリングされます。qubits。 の数 shots はランタイムにわずかな影響を与えます。詳細については、「シミュレーターの比較」を参照してください。

ノイズゲートと制限 

AmplitudeDamping
    Probability has to be within [0,1]
BitFlip
    Probability has to be within [0,0.5]
Depolarizing
    Probability has to be within [0,0.75]
GeneralizedAmplitudeDamping
    Probability has to be within [0,1]
PauliChannel
    The sum of the probabilities has to be within [0,1]
Kraus
    At most 2 qubits
    At most 4 (16) Kraus matrices for 1 (2) qubit
PhaseDamping
    Probability has to be within [0,1]
PhaseFlip
    Probability has to be within [0,0.5]
TwoQubitDephasing
    Probability has to be within [0,0.75]
TwoQubitDepolarizing
    Probability has to be within [0,0.9375]

テンソルネットワークシミュレーター (TN1)

TN1 は、オンデマンドで高性能なテンソルネットワークシミュレーターです。TN1 は、最大 50 の特定の回路タイプをシミュレートできます qubits および 1,000 以下の回路深度。TN1 は、スパース回路、ローカルゲートを持つ回路、および量子フーリエ変換 (QFT) 回路などの特殊な構造を持つ他の回路に特に強力です。TN1 は 2 つのフェーズで動作します。まず、リハーサルフェーズでは回路の効率的な計算パスを特定しようとします。TN1 は、収縮フェーズ と呼ばれる次のステージのランタイムを推定できます。推定収縮時間が を超える場合 TN1 シミュレーションランタイム制限 TN1 は収縮を試みません。

TN1 のランタイム制限は 6 時間です。最大 10 (eu-west-2 では 5) 個の同時量子タスクに制限されます。

TN1 結果

収縮段階は、一連の行列乗算で構成されます。一連の乗算は、結果に達するか、結果に到達できないと判断されるまで継続されます。

[Note:] (メモ:) Shots は > 0 である必要があります。

結果タイプは次のとおりです。

  • サンプル

  • 期待

  • 分散

結果の詳細については、「結果タイプ」を参照してください。

TN1 は常に利用可能で、オンデマンドで回路を実行し、複数の回路を並行して実行できます。詳細については、「シミュレーターの比較」を参照してください。

シミュレーターは Braket のすべてのゲートをサポートしますがSDK、QPUデバイスは小さなサブセットをサポートします。デバイスのサポートされているゲートは、デバイスのプロパティで確認できます。

にアクセスする Amazon の使用開始に役立つTN1サンプルノートブックの Braket GitHub リポジトリ TN1.

の使用に関するベストプラクティス TN1

  • all-to-all 回路は避けてください。

  • 少数の で新しい回路または回路クラスをテストする shots、 の回路の「ハードネス」を学習する TN1.

  • 大きな を分割する shot 複数の量子タスクでの シミュレーション。