Amazon Braket

Realice investigaciones y experimentos con la informática cuántica

Amazon Braket es un servicio completamente administrado que lo ayuda a empezar a usar informática cuántica ya que le proporciona un entorno de desarrollo para explorar y diseñar algoritmos cuánticos, para probarlos en computadoras cuánticas simuladas y para ejecutarlos en su selección de distintas tecnologías de hardware cuántico.

La informática cuántica tiene la capacidad de resolver los problemas computacionales que están más allá del alcance de las computadoras clásicas aprovechando las leyes de la mecánica cuántica para crear herramientas más poderosas para procesar la información. Este enfoque hacia la informática ofrece la posibilidad de transformar áreas como el almacenamiento de energía, la ingeniería química, la ciencia de los materiales, el descubrimiento de fármacos, la optimización y el aprendizaje automático. Pero definir estos problemas y programar las computadoras cuánticas para resolverlos requiere un nuevo conjunto de habilidades. Al mismo tiempo, obtener acceso al hardware de informática cuántica para ejecutar sus algoritmos y optimizar sus diseños puede ser costoso y poco práctico. Esto ha dificultado la evaluación del estado actual de la tecnología y la planificación respecto de cuándo invertir los recursos para maximizar su potencial.

Amazon Braket ayuda a superar estos desafíos ya que proporciona un servicio que les permite a los desarrolladores, investigadores y científicos explorar, evaluar y experimentar con la informática cuántica. Amazon Braket le permite diseñar sus propios algoritmos cuánticos desde cero o elegir un conjunto de algoritmos prediseñados. Una vez que defina su algoritmo, Amazon Braket proporciona un servicio de simulación completamente administrado para ayudar a solucionar problemas y verificar la implementación. Cuando esté listo, puede ejecutar su algoritmo en su selección de distintas computadoras cuánticas, incluidas las computadoras con superconductores basados en puertas de Rigetti, las computadoras con superconductores de temple cuántico de D-Wave y las computadoras de trampa de iones de IonQ. Para facilitar el desarrollo de algoritmos híbridos que combinen tareas clásicas y cuánticas, Amazon Braket lo ayuda a administrar los recursos informáticos clásicos y establecer conexiones de baja latencia con el hardware cuántico. Con Amazon Braket, usted puede explorar la informática cuántica, evaluar su potencial y desarrollar experiencia para el futuro.

Beneficios

Comience rápidamente

Amazon Braket le proporciona un entorno único para diseñar, probar y ejecutar algoritmos cuánticos sin tener que configurar o administrar infraestructura, negociar acceso con distintos proveedores ni escribir código para integrar distintos entornos. Amazon Braket proporciona blocs de notas de Jupyter completamente administrados que puede utilizar para explorar posibles aplicaciones, visualizar sus resultados y optimizar algoritmos cuánticos. Puede optar por blocs de notas con herramientas de desarrollador preinstaladas, algoritmos de muestra y tutoriales que le permitan comenzar rápidamente.

Experimentar con distintas tecnologías

Amazon Braket le brinda acceso a distintos tipos de computadoras cuánticas, incluidos los superconductores de temple cuántico y basados en puertas y el hardware de trampa de iones. Las herramientas de desarrollador entre plataformas de Amazon Braket proporcionan una experiencia uniforme de modo que no necesita aprender varios entornos de desarrollo y facilita el trabajo con distintas tecnologías de hardware cuántico para comprender qué implementación física se adapta mejor a sus aplicaciones.

Ejecutar algoritmos híbridos cuánticos y clásicos

Amazon Braket le facilita la ejecución de algoritmos cuánticos híbridos que combinan operaciones cuánticas con optimización y otros procesos que se ejecutan en instancias informáticas clásicas. Esto le permite crear sistemas reiterados que ayudan a migrar el efecto de errores inherente en los sistemas informáticos cuánticos de la actualidad. Amazon Braket admite la ejecución de algoritmos híbridos como trabajos completamente administrados, organizando los recursos necesarios para maximizar la eficiencia y reducir el costo.

Obtener ayuda de expertos

Amazon Quantum Solutions Lab es un programa de investigación colaborativo que lo ayuda a acelerar el desarrollo de nuevas aplicaciones cuánticas. Quantum Solutions Lab lo conecta con los expertos en informática cuántica de Amazon y con sus socios tecnológicos y consultores para ayudarlo a identificar los posibles usos de la informática cuántica, desarrollar experiencia interna y colaborar en programas para diseñar y probar algoritmos cuánticos.

Funcionamiento

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Aprender

Amazon Braket proporciona guías paso a paso, tutoriales y una biblioteca de recursos que lo ayudan a comenzar rápidamente con la informática cuántica.

Diseñar

Para diseñar algoritmos cuánticos, puede utilizar blocs de notas de Jupyter completamente administrados directamente de la consola de Amazon Braket. Los blocs de notas de muestra le brindan acceso a herramientas de desarrollador preinstaladas, ejemplos de algoritmos y documentación que facilita la introducción al tema.

Probar

Los simuladores que se ejecutan en hardware clásico se pueden utilizar para acelerar el desarrollo de algoritmos facilitando la solución de problemas con código y la optimización de los diseños. Amazon Braket ejecuta simulaciones como un servicio completamente administrado, configurando automáticamente las instancias informáticas requeridas, ejecutando la simulación, publicando los resultados en Amazon S3 y desactivando los recursos una vez completos.

Ejecutar

Puede ejecutar su algoritmo cuántico en su selección de hardware cuántico y pagar solo por el tiempo que usa. Si optó por ejecutar algoritmos cuánticos híbridos, Amazon Braket puede configurar automáticamente los recursos informáticos clásicos requeridos y administrar el flujo de trabajo entre las tareas clásicas y cuánticas.

Analizar

Tras la finalización, recibirá una notificación automática y sus resultados se almacenarán en Amazon S3. Amazon Braket publica registros de eventos y métricas de rendimiento, por ejemplo, el estado de finalización y el tiempo de ejecución, en Amazon CloudWatch.

Aplicaciones cuánticas

Diseñar aplicaciones cuánticas útiles requiere nuevas habilidades y, posiblemente, enfoques radicalmente diferentes respecto de la solución de problemas. Desarrollar esta experiencia llevará tiempo y requiere el acceso a tecnologías cuánticas y herramientas de programación. Amazon Braket ayuda a las organizaciones a comenzar a explorar el potencial de las computadoras cuánticas en la actualidad y a prepararse para el futuro.

Simulación de sistemas cuánticos

Si bien se han introducido muchos métodos de aproximación, la simulación de sistemas cuánticos en física y química aún representa un desafío importante para las computadoras clásicas. No obstante, las características exclusivas de las computadoras cuánticas y la habilidad de manipular los estados mecánicos cuánticos en forma nativa crean el potencial para resolver importantes problemas con eficiencia, por ejemplo, describir la estructura electrónica de las moléculas. La simulación de los sistemas cuánticos tendrá amplias aplicaciones, incluido el diseño de nuevos materiales y catalizadores, el descubrimiento de fármacos y la exploración de superconductores de alta temperatura.

Optimización

Los problemas de optimización son variados en las distintas industrias, entre ellas, telecomunicaciones, logística de la cadena de suministro y servicios financieros. Encontrar el enfoque óptimo entre un conjunto de alternativas puede abrumar a los sistemas clásicos ya que la cantidad de combinaciones posibles incrementa la complejidad. La informática cuántica se puede usar para solucionar una amplia variedad de estos problemas, por ejemplo, en el campo de la optimización combinatoria, mediante la aceleración de los algoritmos de programación lineales y los métodos Monte Carlo. Si bien las futuras computadoras cuánticas con corrección de errores incrementan la velocidad comprobable, los dispositivos a corto plazo se pueden usar para ejecutar algoritmos heurísticos que ya podrían brindar una ventaja.

Aprendizaje automático

El aprendizaje automático proporciona métodos para que los sistemas aprendan de los datos, identifiquen patrones y tomen decisiones de una manera autónoma. Las computadoras cuánticas escalables con corrección de errores pueden mejorar muchas de las herramientas más utilizadas en aprendizaje automático, incluidos los sistemas de recomendación y las máquinas de vectores de soporte para la clasificación. La informática cuántica también tiene el potencial de ofrecer una clase más variada de modelos de aprendizaje. Dado que los conjuntos de datos generalmente son muy grandes, el aprendizaje automático tendrá un impacto limitado a corto plazo. No obstante, las exploraciones anticipadas podrían arrojar conocimiento útil sobre cómo usar el hardware cuántico futuro de manera más eficiente para el aprendizaje automático.

Tecnologías de hardware cuántico

Qubits superconductores basados en puertas

Los qubits superconductores se diseñan con circuitos eléctricos superconductores que funcionan a temperatura criogénica. Amazon Braket brinda acceso a hardware cuántico basado en qubits superconductores de Rigetti.

Trampas de iones basadas en puertas

Las computadoras cuánticas de iones atrapados implementa qubits mediante el uso de estados electrónicos de átomos cargados llamados iones. Los iones se confinan y se suspenden en el espacio libre mediante el uso de campos electromagnéticos. Amazon Braket brinda acceso a computadoras cuánticas de trampa de iones desde IonQ.

Temple cuántico, qubits superconductores

El temple cuántico utiliza un proceso físico para encontrar una configuración de bajo consumo que codifique la solución de un problema de optimización. Amazon Braket brinda acceso a computadoras cuánticas que utilizan tecnología de temple cuántico basada en qubits superconductores de D-Wave.

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