Allgemeines

F: Was ist Amazon Bracket?

Amazon Braket ist ein vollständig verwalteter Service, mit dem Sie in das Quantencomputing einsteigen können. Es stellt Ihnen eine Entwicklungsumgebung bereit, um Quantenalgorithmen zu untersuchen und zu entwerfen, sie auf simulierten Quantencomputern zu testen und sie auf verschiedenen Quantenhardwaretechnologien Ihrer Wahl auszuführen.

F: Warum sollte unser Unternehmen bereits heute über Quantencomputing nachdenken?

Beim Quantencomputing handelt es sich noch um eine frühe Technologie, und das Entwerfen nützlicher Quantenanwendungen erfordert neue Fähigkeiten und möglicherweise radikal andere Ansätze zur Problemlösung. Der Aufbau dieses Fachwissens wird einige Zeit in Anspruch nehmen und erfordert den Zugang zu Quantentechnologien und Programmierwerkzeugen. Amazon Braket und das Amazon Quantum Solutions Lab helfen Unternehmen dabei, den Stand der aktuellen Technologien zu bewerten, mögliche Auswirkungen auf ihr Geschäft zu ermitteln und sich auf die Zukunft vorzubereiten.

F: Was kann ich mit Amazon Braket tun?

Mit Amazon Braket können Sie Ihre eigenen Quantenalgorithmen von Grund auf neu entwerfen oder aus einer Reihe vorgefertigter Algorithmen auswählen. Sobald Sie Ihren Algorithmus definiert haben, bietet Amazon Braket einen vollständig verwalteten Simulationsservice zur Fehlerbehebung und Überprüfung Ihrer Implementierung. Wenn Sie bereit sind, können Sie Ihren Algorithmus auf verschiedenen Quantencomputern Ihrer Wahl ausführen, einschließlich Gate-basierter und Quantenglüh-Supraleitern und Ionenfallen-Hardware. Um die Entwicklung hybrider Algorithmen zu vereinfachen, die klassische und Quantenaufgaben kombinieren, hilft Amazon Braket bei der Verwaltung klassischer Rechenressourcen und beim Aufbau von Verbindungen mit geringer Latenz zur Quantenhardware. Sobald Ihre Tests abgeschlossen sind, werden Sie automatisch benachrichtigt und Ihre Ergebnisse werden in Amazon S3 gespeichert. Amazon Braket veröffentlicht Ereignisprotokolle und Leistungsmetriken wie den Fortschritt und die Ausführungszeit für Amazon CloudWatch.

F: Was ist ein hybrider Quanten-/klassischer Algorithmus?

Hybride Quanten-/klassische Algorithmen kombinieren Quantenoperationen mit Optimierungsprozessen und anderen Aufgaben, die auf klassischen Datenverarbeitungs-Instances ausgeführt werden. Auf diese Weise können Sie iterative Systeme erstellen, die dazu beitragen, die Auswirkungen von Fehlern zu reduzieren, die den heutigen Quantencomputersystemen inhärent sind. Amazon Braket unterstützt die Ausführung von Hybridalgorithmen als vollständig verwaltete Jobs und koordiniert die erforderlichen Ressourcen, um die Effizienz zu maximieren und die Kosten zu senken.

F: Warum muss ich meinen Algorithmus simulieren?

Softwarebasierte Simulatoren, die auf klassischer Hardware ausgeführt werden, können die Entwicklung von Quanten- und Hybridalgorithmen beschleunigen, Kosten sparen und die Fehlerbehebung und Optimierung von Designs vereinfachen, bevor sie auf hardwarebasierten Quantencomputern ausgeführt werden.

F: Können Quantencomputer verwendet werden, um Verschlüsselungen zu knacken?

Nein, die Leistung aktueller Quantencomputer liegt erheblich unter dem Niveau, das für die Ausführung von Algorithmen erforderlich ist, die Verschlüsselungsschlüssel berücksichtigen und es einem Angreifer ermöglichen, verschlüsselte Daten zu entschlüsseln. Es ist jedoch wichtig, mit der Planung für die Zukunft zu beginnen und sich mit den verschiedenen Bemühungen zur Entwicklung und Standardisierung quantensicherer kryptografischer Algorithmen und Schlüsselaustauschprotokolle vertraut zu machen. AWS ist ein aktiver Teilnehmer in diesem Bereich und hat bereits Kandidaten-Cipher-Suites implementiert und diese Kunden im Rahmen unserer eigenen TLS-Implementierung als hybride Schlüsselaustauschschemata zur Verfügung gestellt. Mehr erfahren Sie in unserem Blog hier.

Entwicklung

F: Was ist die Amazon Braket-Entwicklungsumgebung?
Die Amazon Braket-Konsole bietet eine Entwicklungsumgebung, die Lernmaterialien, vollständig verwaltete Notebooks zum Erstellen und Bearbeiten von Quantenalgorithmen, ein technologieunabhängiges Entwickler-Framework zum Definieren von Hybridalgorithmen sowie eine Auswahl klassischer Simulatoren zum Testen Ihrer Designs umfasst.

F: Was ist das Amazon Braket-Framework?

Amazon Braket bietet ein technologieunabhängiges Entwickler-Framework, sodass Sie nicht mit verschiedenen Quantenprogrammierumgebungen codieren müssen. Auch wenn verschiedene Quantentechnologien auftauchen, können Sie sicher sein, dass Ihre Entwicklungserfahrung konsistent ist und Ihre Arbeit technologieübergreifend kompatibel ist.

F: Wie wird mir die Verwendung der Amazon Braket-Entwicklungsumgebung berechnet?

Mit Amazon Braket zahlen Sie nur für das, was Sie tatsächlich nutzen. Für das Entwerfen und Erstellen von Algorithmen mithilfe verwalteter Notebooks, das Testen mit klassischen Simulatoren, das Ausführen von Jobs auf Quanten- und klassischer Hardware sowie das Trainieren und Bereitstellen von Quantenalgorithmen wird Ihnen nur die Zeit in Rechnung gestellt, in der Sie diese Ressourcen tatsächlich verwenden. Preise für die Öffentlichkeit werden bekanntgegeben, sobald der Service allgemein verfügbar ist.

Testen

F: Was ist der Amazon Braket-Simulator?

Amazon Braket bietet eine Auswahl verschiedener Simulatoren, darunter sowohl Schrödinger- als auch Tensornetzwerk-basierte klassische Simulatoren zum Testen von Quanten- und Hybridalgorithmen. Mit einer einfachen Auswahl können Sie den Ansatz wählen, der Ihren Anforderungen am besten entspricht. Zur schnellen Validierung von Schaltungsentwürfen können Sie einfache Simulationen direkt in Ihrem Notebook ausführen. Bei größeren Designs können Sie mithilfe des Amazon Braket-Dienstes On-Demand-Simulationen durchführen. Für länger laufende, komplexere Algorithmen orchestriert Amazon Braket Amazon EC2-Cluster und GPU-Ressourcen, um vollständig verwaltete, leistungsstarke Simulationsaufgaben auszuführen.

F: Warum gibt es verschiedene Arten von Simulatoren?

Die effiziente Simulation von Quantenoperationen mit klassischen Computern ist ein aktives Forschungsgebiet mit verschiedenen Simulationsmethoden, die für verschiedene Schaltungsdesigns und verschiedene Quantentechnologien und -prozesse geeignet sind. Mit den neuen Fortschritten auf dem Gebiet planen wir, die Palette der verfügbaren Simulatoren zu erweitern, um sicherzustellen, dass Sie zwischen diesen führenden Tools wählen können, auch wenn wir uns einem System nähern, in dem die Quantenhardware nicht mehr vollständig simuliert werden kann.

F: Was kann ich mit der Amazon Braket-Simulation tun?

Mit den Amazon Braket-Simulatoren können Sie Ihre Quantenalgorithmen zu einem Bruchteil der Kosten für die Verwendung von Quantenhardware testen, und in einigen Fällen müssen Sie nicht einmal warten, um auf bestimmte Quantenmaschinen zuzugreifen. Die Simulation ist eine bequeme Methode, um Quantenschaltungen schnell zu debuggen und hybride Algorithmen zu beheben und zu optimieren, bevor Sie sie auf der von Ihnen gewählten Quantenhardware ausführen. Es gibt eine Auswahl an Simulatoren, die zu Ihrer Arbeit passen.

F: Welche Simulationen werden unterstützt?

Amazon Braket bietet eine Auswahl verschiedener Simulatoren, darunter sowohl Schrödinger- als auch Tensornetzwerk-basierte klassische Simulatoren. Die Simulatoren können zum Testen einzelner Schaltungsdesigns oder als Teil hybrider Quanten-/klassischer Algorithmen verwendet werden.

F: Welche Instance-Typen werden unterstützt?

Amazon Braket führt Simulationen als vollständig verwaltete Jobs aus, ermittelt automatisch den optimalen Datenverarbeitungs-Instance-Typ für die Ausführung Ihrer Simulation und verwaltet diese Ressourcen in Ihrem Namen. Sie müssen die verschiedenen AWS-Instance-Typen nicht verstehen oder wissen, wie gut sie Ihren Simulationsjob unterstützen. Amazon Braket übernimmt dies für Sie.

F: Was ist ein Simulationsjob?

Ein Simulationsjob unterscheidet sich nicht von einem Quantenjob. Beides sind Amazon Braket-API-Anforderungen zum Ausführen einer Quantenoperation. Alle Anforderungen geben an, auf welchem Back-End-System die Operation ausgeführt werden soll. Die Auswahl der Back-Ends umfasst die verschiedenen Simulatoren und Quantencomputer, die über den Service verfügbar sind. Durch Ändern eines API-Parameters legen Sie fest, ob Ihre Jobs auf einem Simulator oder auf einer Quantenhardware Ihrer Wahl ausgeführt werden.

F: Wie kann ich die Ergebnisse sehen?

Nach Abschluss werden Sie automatisch benachrichtigt und Ihre Ergebnisse werden in Amazon S3 gespeichert. Neben den Ergebnissen der Ausführung veröffentlicht Amazon Braket außerdem Ereignisprotokolle und Leistungsmetriken wie den Fortschritt und die Ausführungszeit auf Amazon CloudWatch.

F: Wie wird mir der Betrieb des Simulators berechnet?

Bei Amazon Braket zahlen Sie nur für die Simulatorressourcen, die Sie tatsächlich verwenden. Preise für die Öffentlichkeit werden bekanntgegeben, sobald der Service allgemein verfügbar ist.

Ausführen

F: Wie führe ich meine Anwendung auf einer Quantenmaschine aus?

Quantenjobs werden je nach Art der Anwendung entweder als Quantenalgorithmus, in der Regel als Schaltungsentwurf, oder als andere Arten von Problemdefinitionsanweisungen definiert. Diese können in einem verwalteten Jupyter-Notebook definiert und ausgeführt oder über die Amazon Braket-Konsole initiiert werden. Alternativ können Sie Algorithmen unter Verwendung Ihrer bevorzugten Entwicklerumgebung entwerfen und Jobs zur Ausführung direkt über die Amazon Braket-API senden.

F: Wie wähle ich die passende Maschine aus?

Einige Arten von Quantencomputern eignen sich besonders gut zum Lösen spezifischer Problemgruppen, beispielsweise werden Quantenglühgeräte typischerweise zum Lösen kombinatorischer Optimierungsprobleme verwendet, während andere Arten als universelle Quantencomputer ausgelegt sind. Es gibt viele Faktoren, die bestimmen, welcher Maschinentyp Ihren Anforderungen entspricht, z. B. Qubit-Anzahl, Qubit-Wiedergabetreue (Fehlerrate), Qubit-Konnektivität, Kohärenzzeit und Kosten. Die vollständigen Spezifikationen finden Sie in der Amazon Braket-Konsole. Weitere Anleitungen erhalten Sie im Amazon Quantum Solutions Lab.

F: Welche Quantenhardwareanbieter unterstützen Sie?

Derzeit bieten wir Zugang zu Gate-basierten Supraleiter-Computern von Rigetti, Quantenglüh-Supraleiter-Computern von D-Wave und Ionenfallen-Computern von IonQ. Im Laufe der Zeit werden wir weitere Optionen hinzufügen, um Ihnen die Möglichkeit zu geben, eine größere Auswahl an Technologietypen und anderen Anbietern in diesen verschiedenen Kategorien zu testen.

F: Werden meine Quantenjobs sofort ausgeführt oder muss ich warten?

Beim Quantencomputing handelt es sich noch um eine frühe Technologie und die Kapazität gegenwärtiger Maschinen ist begrenzt. Unterschiedliche Arten von Quantencomputern weisen unterschiedliche Betriebseigenschaften auf. Wenn die von Ihnen gewählte Quantenhardware verfügbar ist, wird Ihr Job sofort ausgeführt. Andernfalls wird Ihr Job in die Warteschlange gestellt, bis sie verfügbar ist, und Sie werden benachrichtigt, sobald der Job abgeschlossen ist.

F: Wie führe ich Hybridalgorithmen aus?

Wenn Sie Hybridalgorithmen ausführen, können Sie die klassischen Komponenten des Algorithmus selbst verwalten und Amazon Braket speziell für die Quantenoperationen verwenden, oder Sie können den gesamten Hybridalgorithmus als vollständig verwalteten Job ausführen. In diesem Fall orchestrieren wir die klassischen Rechenressourcen für Sie und präsentieren das Ergebnis für die Gesamtoperation, sobald diese abgeschlossen ist.

F: Wie wird mir die Ausführung meiner Quantenjobs berechnet?

Bei Amazon Braket zahlen Sie nur für die Zeit, in der Sie die angeforderte Quantenhardware verwenden. Die Preise variieren je nach dem von Ihnen ausgewählten Hardwareanbieter. Preise für die Öffentlichkeit werden bekanntgegeben, sobald der Service allgemein verfügbar ist.

F: Wie kann ich die Ergebnisse sehen?

Nach Abschluss Ihres Quantenjobs oder der Ausführung eines Hybridalgorithmus werden Sie automatisch benachrichtigt und Ihre Ergebnisse in Amazon S3 gespeichert. Neben den Ergebnissen der Ausführung veröffentlicht Amazon Braket außerdem Ereignisprotokolle und Leistungsmetriken wie den Fortschritt und die Ausführungszeit auf Amazon CloudWatch.

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