Amazon Braket

Esplora e fai esperimenti con il computing quantistico

Amazon Braket è un servizio completamente gestito che permette di iniziare a usare il computing quantistico offrendo un ambiente di sviluppo in cui esplorare e progettare gli algoritmi quantici, testarli su computer quantici simulati e applicarli a propria discrezione alle varie tecnologie quantistiche.

Il computing quantistico offre il potenziale per risolvere i problemi di calcolo che vanno oltre la portata dei computer classici sfruttando le leggi della meccanica quantistica per creare strumenti più potenti per l'elaborazione delle informazioni. Questo approccio all'elaborazione ha la capacità di trasformare ambiti come quello dell'immagazzinamento dell'energia, l'ingegneria chimica, la scienza dei materiali, la scoperta di farmaci, l'ottimizzazione e il machine learning. Ma la definizione di questi problemi e la programmazione dei computer quantistici per risolverli richiede competenze del tutto nuove. Allo stesso tempo, l'accesso all'hardware dedicato al computing quantistico per l'esecuzione degli algoritmi e l'ottimizzazione dei progetti può essere costoso e scomodo. Per questo è difficile valutare lo stato attuale della tecnologia e programmare gli investimenti delle risorse per massimizzarne il potenziale.

Amazon Braket contribuisce ad affrontare questi problemi offrendo un servizio che consente a sviluppatori, ricercatori e scienziati di esplorare, valutare e sperimentare con il computing quantistico. Amazon Braket permette di progettare gli algoritmi quantici partendo da zero o scegliendo da una serie di algoritmi predefiniti. Dopo la definizione dell'algoritmo, Amazon Braket offre un servizio di simulazione completamente gestito per semplificare la risoluzione dei problemi e per verificare l'implementazione. Quando sei pronto puoi eseguire il tuo algoritmo su vari computer quantistici a tua scelta, compresi i superconduttori basati sul gate di Rigetti, i superconduttori a ricottura quantistica di D-Wave e i computer con trappola ionica di IonQ. Per semplificare lo sviluppo di algoritmi ibridi che uniscano attività classiche e quantistiche, Amazon Braket aiuta a gestire le classiche risorse di elaborazione e a instaurare connessioni a bassa latenza con l'hardware quantistico. Con Amazon Braket puoi esplorare il computing quantistico, valutarne il potenziale e sviluppare le tue competenze per il futuro.

Vantaggi

Pochi minuti per iniziare

Amazon Braket offre un singolo ambiente per la progettazione, il testing e l'esecuzione di algoritmi quantici senza la necessità di configurare e gestire l'infrastruttura, negoziare l'accesso con più fornitori e scrivere il codice per l'integrazione di diversi ambienti. Amazon Braket offre notebook Jupyter completamente gestiti che possono essere utilizzati per gestire le applicazioni possibili, visualizzare i risultati e ottimizzare gli algoritmi quantici. Puoi scegliere tra notebook con strumenti per sviluppatori, algoritmi di esempio e tutorial preinstallati che ti consentono di iniziare in pochi minuti.

Possibilità di sperimentare con più tecnologie

Amazon Braket ti offre accesso a varie tipologie di computer quantistici, compresi i superconduttori basati sul gate e quelli a ricottura quantistica e l'hardware con trappola ionica. Gli strumenti per sviluppatori multipiattaforma di Amazon Braket garantiscono un'esperienza uniforme per evitarti di dover apprendere più ambienti di sviluppo e semplificano il lavoro con le diverse tecnologie hardware quantistiche per consentirti di capire quale implementazione fisica è più adatta alle tue applicazioni.

Esecuzione di algoritmi ibridi quantici e classici

Amazon Braket consente di eseguire facilmente gli algoritmi ibridi quantici che uniscono le operazioni quantistiche ai processi di ottimizzazione e ad altre attività basate su istanze di elaborazione classiche. Questo metodo permette di creare sistemi iterativi che attenuano le conseguenze degli errori insiti nei sistemi attuali di computing quantistico. Amazon Braket supporta l'esecuzione di algoritmi ibridi come lavori completamente gestiti, orchestrando le risorse necessarie per ottimizzare l'efficienza e ridurre i costi.

Accesso ai consigli degli esperti

Amazon Quantum Solutions Lab è un programma di ricerca collaborativo che ti consente di accelerare lo sviluppo di nuove applicazioni quantistiche. Quantum Solutions Lab ti mette in contatto con gli esperti di computing quantistico di Amazon e con i suoi partner tecnologici e di consulenza per consentirti di identificare i potenziali usi del computing quantistico, sviluppare competenze interne e collaborare su programmi per lo sviluppo e il testing di algoritmi quantici.

Come funziona

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Guida

Amazon Braket offre guide dettagliate, tutorial e una libreria di risorse per permetterti di iniziare a lavorare rapidamente con il computing quantistico.

Progettazione

Per progettare gli algoritmi quantistici, puoi utilizzare i notebook Jupyter completamente gestiti direttamente dalla console Amazon Braket. I notebook campione ti consentono di accedere a strumenti per sviluppatori preinstallati, algoritmi di esempio e documentazione con cui puoi iniziare ad usare rapidamente il servizio.

Testing

I simulatori in esecuzione su hardware classico possono essere utilizzati per accelerare lo sviluppo degli algoritmi semplificando la risoluzione dei problemi e ottimizzando i progetti. Amazon Braket esegue simulazioni come servizio completamente gestito, configurando automaticamente le istanze richieste per il calcolo, eseguendo la simulazione, pubblicando i risultati su Amazon S3 e arrestando le risorse una volta terminato.

Esecuzione

Puoi eseguire gli algoritmi quantici sull'hardware quantistico che preferisci, pagando solo per il tempo di utilizzo effettivo. Se scegli di eseguire algoritmi quantici ibridi, Amazon Braket può configurare automaticamente le risorse di calcolo classiche richieste e gestire il flusso di lavoro tra le attività classiche e quelle quantistiche.

Analisi

Al termine, riceverai una notifica automatica e i risultati saranno salvati in Amazon S3. Amazon Braket pubblica su Amazon CloudWatch i log di eventi e i parametri delle prestazioni, ad esempio lo stato di completamento e la durata dell'esecuzione.

Applicazioni quantistiche

La progettazione di applicazioni quantistiche richiede nuove competenze e un approccio radicalmente diverso al problem solving. Per acquisire esperienza in questo campo serve tempo ed è necessario accedere a strumenti di programmazione e tecnologie quantistiche. Amazon Braket aiuta le organizzazioni a cominciare ad esplorare subito il potenziale dei computer quantistici e a prepararsi per il futuro.

Simulazione di sistemi quantistici

Sebbene siano stati introdotti numerosi metodi di approssimazione, la simulazione di sistemi quantistici in fisica e in chimica costituisce ancora una notevole sfida per i computer classici. Tuttavia, le caratteristiche esclusive dei computer quantistici e la possibilità di manipolare gli stati meccanici quantistici in modo nativo creano il potenziale per risolvere con efficienza problemi importanti come la descrizione della struttura elettronica delle molecole. La simulazione dei sistemi quantistici troverà numerose applicazioni come la progettazione di nuovi materiali e catalizzatori, la scoperta di nuovi farmaci e l'esplorazione di superconduttori ad elevate temperature.

Ottimizzazione

I problemi di ottimizzazione sono onnipresenti in numerosi settori, tra cui quello delle telecomunicazioni, la logistica della catena di distribuzione e i servizi finanziari. La ricerca di un approccio ottimale a partire da una serie di alternative può sopraffare i sistemi classici, poiché il numero di combinazioni possibili aumenta la complessità. Il computing quantistico può essere utilizzato per risolvere un'ampia gamma di problemi di questo tipo, ad esempio nel campo dell'ottimizzazione delle combinazioni, grazie all'accelerazione degli algoritmi di programmazione lineare e i metodi Monte Carlo. Mentre i futuri computer quantistici con correzione di errore offrono accelerazioni dimostrabili, i dispositivi a breve termine possono essere utilizzati per eseguire algoritmi euristici che potrebbero già offrire dei benefici.

Machine learning

Il machine learning fornisce ai sistemi dei metodi per apprendere dai dati, identificare modelli ricorrenti e prendere decisioni in maniera autonoma. I computer quantistici scalabili con correzione di errore possono migliorare numerosi strumenti ampiamente utilizzati nel machine learning, inclusi i sistemi di raccomandazione e le Support Vector Machine per la classificazione. Inoltre, il computing quantistico può potenzialmente offrire una classe più nutrita di modelli di apprendimento. Poiché i set di dati sono in genere di dimensioni notevoli, il machine learning quantistico avrà un impatto limitato a breve termine. Tuttavia, le prime esplorazioni possono fornire informazioni utili su un utilizzo più efficace del futuro hardware quantistico per il machine learning.

Tecnologie hardware quantistiche

Qubit superconduttori basati sul modello delle porte logiche

I qubit superconduttori sono realizzati con circuiti elettrici superconduttori che funzionano a temperatura criogenica. Amazon Braket offre accesso all'hardware quantistico basato sui qubit superconduttori di Rigetti.

Trappole ioniche basate sul modello delle porte logiche

I computer quantistici con trappola ionica implementano i qubit che utilizzano stati elettronici di atomi carichi chiamati ioni. Gli ioni sono confinati e sospesi nello spazio libero mediante campi elettromagnetici. Amazon Braket offre accesso al computer quantistici con trappola ionica di IonQ.

Qubit superconduttori a ricottura quantistica

La ricottura quantistica ricorre a un processo fisico per trovare una configurazione a bassa energia che codifica la soluzione ad un problema di ottimizzazione. Amazon Braket offre accesso ai computer quantistici che impiegano la tecnologia di ricottura quantistica basata sui qubit superconduttori di D-Wave.

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