全般

Q: Amazon Braket とは何ですか?

Amazon Braket は、量子コンピューティングの開始をサポートするフルマネージドサービスです。Amazon Braket には、量子アルゴリズムを深堀、設計したり、シミュレーションされた量子コンピュータで量子アルゴリズムをテストしたり、さまざまな量子ハードウェア技術を選択して実行したりするための開発環境が用意されています。

Q: 現在、量子コンピューティングについて検討する必要があるのはどうしてですか?

量子コンピューティングはまだ初期段階の技術であるため、利用価値の高い量子アプリケーションを設計するには新しいスキルが必要で、多くの場合、これまでとはまったく異なる手法で問題を解決することになります。そのような専門知識を蓄積するには時間がかかるうえ、量子技術や量子プログラミングツールを利用する必要があります。Amazon Braket と Amazon Quantum Solutions Lab は、企業が現在の技術レベルを評価し、ビジネスへの影響を特定し、将来に備えるために使用できます。

Q: Amazon Braket では何が行えますか?

Amazon Braket では、独自の量子アルゴリズムをゼロから設計することも、あらかじめ用意された一連のアルゴリズムから目的のアルゴリズムを選択することもできます。アルゴリズムを定義したら、Amazon Braket が提供するフルマネージド型のシミュレーションサービスを使用して、作成したアルゴリズムのトラブルシューティングと検証を行うことができます。準備ができたら、ゲート方式、量子アニーリング超伝導、イオントラップハードウェアなど、さまざまな量子コンピュータでアルゴリズムを実行できます。Amazon Braket では、古典コンピューティングと量子コンピューティングのタスクが組み合わされたハイブリッドアルゴリズムを簡単に開発できるように、古典コンピューティングのリソースを管理する機能や、低レイテンシーで量子ハードウェアに接続する機能が提供されています。テストが完了すると、自動的に通知がなされ、結果が Amazon S3 に保存されます。Amazon Braket では、イベントログとパフォーマンスメトリクス (完了ステータスや実行時間など) が Amazon CloudWatch に公開されます。

Q: ハイブリッド量子/古典アルゴリズムとは何ですか?

ハイブリッド量子/古典アルゴリズムでは、最適化処理といった量子操作と、古典コンピューティングインスタンスで実行されているその他のタスクを組み合わせます。これにより、今日の量子コンピューティングシステムに内在するエラーの影響を軽減する反復システムを構築できます。Amazon Braket では、ハイブリッドアルゴリズムをフルマネージド型のジョブとして実行でき、効率を最大化してコストを削減するのに必要なリソースを編成できます。

Q: アルゴリズムをシミュレートする必要があるのはなぜですか?

古典的なハードウェア上で実行されるソフトウェアベースのシミュレータにより、量子アルゴリズムとハイブリッドアルゴリズムの開発を促進し、コストを削減できます。また、ハードウェアベースの量子コンピュータで実行する前に、コードのトラブルシューティングと設計の最適化を簡単に行うことができます。

Q: 量子コンピュータを使用して暗号を解読できますか?

いいえ。暗号化キーをファクタリングし、暗号化されたデータを復号するアルゴリズムを実行できるレベルには、現在の量子コンピュータのパフォーマンスは達していません。ただし、今後を見越して、量子セーフ暗号アルゴリズムやキー交換プロトコルの開発と標準化に関するさまざまな取り組みについて、理解しておくことは重要です。AWS はこの分野に積極的に参加しています。既に候補となる暗号スイートを実装し、独自の TLS の実装によって、ハイブリッドキー交換スキームとして利用できるようにしています。 詳細については、こちらのブログをご覧ください。

構築

Q: Amazon Braket 開発環境とは何ですか?
Amazon Braket コンソールでは、学習教材、量子アルゴリズムの構築および編集に使用するフルマネージド型ノートブック、技術に依存せずハイブリッドアルゴリズムを定義するための開発者フレームワーク、設計をテストするための古典シミュレータなどが提供されています。

Q: Amazon Braket フレームワークとは何ですか?

Amazon Braket では、技術に依存しない開発者フレームワークが提供されるため、さまざまな量子プログラミング環境でコーディングする必要はありません。異なる量子技術を使用する場合でも、開発環境の一貫性と技術間での作業の互換性を確保しています。

Q: Amazon Braket 開発環境の使用料はどのように課金されますか?

Amazon Braket では、実際に使用した分のみ料金が発生します。マネージド型ノートブックを使用したアルゴリズムの設計と構築、古典シミュレータを使用したテスト、量子および古典ハードウェアでのジョブの実行、量子アルゴリズムのトレーニングとデプロイについては、料金はリソースを使用した時間に対してのみ発生します。一般料金は、サービスの一般提供開始時に有効になります。

テスト

Q: Amazon Braket シミュレータとは何ですか?

Amazon Braket では、量子およびハイブリッドアルゴリズムのテストのために、Schrödinger ベースとテンソルネットワークベースの古典シミュレータなど、さまざまなシミュレータを提供しています。簡単な操作で、要件に最適なアプローチを選択できます。回路設計の迅速な検証を行う場合は、基本的なシミュレーションをノートブックで直接実行できます。大規模な設計では、Amazon Braket サービスを使用してオンデマンドシミュレーションを実行できます。実行時間がより長く、より複雑なアルゴリズムの場合、Amazon Braket では Amazon EC2 クラスターと GPU リソースを組み合わせて、フルマネージド型の高パフォーマンスシミュレーションタスクを実行します。

Q: さまざまなシミュレータがあるのはなぜですか?

古典コンピュータを使用した量子操作の効率的なシミュレーションについては、その分野の研究が活発に行われており、さまざまな回路設計や量子技術およびプロセスに適するように多様なシミュレーション方法が試行されています。この分野の新たな進歩に伴い、量子ハードウェアの完全なシミュレートが難しくなったとしても、利用可能なシミュレータの範囲を拡大して、最先端のツールを選択できるようにします。

Q: Amazon Braket シミュレーションでは何が行えますか?

Amazon Braket シミュレータでは、特定の量子マシンへのアクセスを待たずに、量子ハードウェアに必要なわずかなコストで量子アルゴリズムをテストできます。量子ハードウェアにおいて実行する前に、量子回路の迅速なデバッグや、ハイブリッドアルゴリズムのトラブルシューティングおよび最適化などを行うために、シミュレーションが役立ちます。ご自分の業務内容に適したシミュレータを選択できます。

Q: どのようなシミュレーションをサポートしていますか?

Amazon Braket では、Schrödinger ベースおよびテンソルネットワークベースの両方の古典シミュレータなど、さまざまなシミュレータを選択できます。シミュレータは、個々の回路設計のテストのためだけでなく、ハイブリッド量子/古典アルゴリズムの一部としても使用できます。

Q: どのようなインスタンスタイプをサポートしていますか?

Amazon Braket は、シミュレーションをフルマネージド型ジョブとして実行し、シミュレーションの実行に最適なコンピューティングインスタンスタイプを自動的に決定します。また、ユーザーに代わりそれらのリソースの管理も行います。さまざまな AWS インスタンスタイプや、シミュレーションジョブのサポート方法を理解する必要がありません。Amazon Braket がすべてを処理します。

Q: シミュレーションジョブとは何ですか?

シミュレーションジョブは量子ジョブと同じです。いずれも量子操作を実行する Amazon Braket API リクエストです。すべてのリクエストにより、操作を実行するバックエンドシステムが指定されます。バックエンドの選択には、サービスにおいて利用可能なさまざまなシミュレータや量子コンピュータが含まれます。API パラメータを変更することにより、ジョブをシミュレータで実行するか、選択した量子ハードウェアで実行するかを選択できます。

Q: 結果はどのように表示されますか?

処理が完了すると、自動的に通知がなされ、結果が Amazon S3 に保存されます。Amazon Braket では、実行結果を出力することに加えて、イベントログとパフォーマンスメトリクス (完了ステータスや実行時間など) を Amazon CloudWatch に送信します。

Q: シミュレータの使用料金はどのように課金されますか?

Amazon Braket では、使用したシミュレータリソースに対する料金のみが発生します。一般料金は、サービスの一般提供開始時に有効になります。

実行

Q: 量子マシンでアプリケーションを実行するにはどうすればよいですか?

量子ジョブは、量子アルゴリズム (通常は回路設計)、またはアプリケーションの性質に応じた他のタイプの問題定義ステートメントとして定義されます。これらは、マネージド型の Jupyter ノートブック内で定義して実行できるだけでなく、Amazon Braket コンソール経由で起動することもできます。または、任意の開発者環境を使用してアルゴリズムを設計したあと、Amazon Braket API を使用してジョブを送信し、直接実行することもできます。

Q: 実行するマシンをどのように選択すればよいですか?

解決すべき問題の種類によって、最適な量子コンピュータのタイプが異なります。例えば、量子アニーラは通常、組合せ最適化問題を解決するために使用されますが、他のタイプは汎用量子コンピュータとして設計されています。量子ビット数、量子ビットの忠実度 (エラー率)、量子ビットの接続性、コヒーレンス時間、コストなど、ニーズに合ったマシンを選択するための要素は数多くあります。仕様の詳細は Amazon Braket コンソールでご覧いただけます。詳細なガイダンスについては、Amazon Quantum Solutions Lab をご利用ください。

Q: どの量子ハードウェアプロバイダーをサポートしていますか?

現在、Rigetti のゲートベース超伝導コンピュータ、D-Wave の量子アニーリング超伝導コンピュータ、IonQ のイオントラップコンピュータを利用できます。今後、より多くの選択肢を追加して、さまざまな技術タイプや、さまざまなカテゴリの他のプロバイダーもテストできるようにする予定です。

Q: 量子ジョブの実行には時間がかかりますか?

量子コンピューティングの技術はまだ初期段階であり、現在のマシンの容量には限界があります。量子コンピュータの動作特性はタイプによって異なります。選択した量子ハードウェアが利用可能な場合はすぐにジョブが実行されますが、利用できない場合、利用可能になるまでジョブがキューに入れられ、ジョブの完了後に通知されます。

Q: ハイブリッドアルゴリズムを実行するにはどうすればよいですか?

ハイブリッドアルゴリズムを実行する場合、アルゴリズムの古典的なコンポーネントを自分で管理し、量子操作にのみ Amazon Braket を使用するか、またはフルマネージド型のジョブとしてハイブリッドアルゴリズム全体を実行するかを選択できます。その場合、古典コンピューティングリソースの編成が行われ、完了時に操作全体の結果が返されます。

Q: 量子ジョブの実行はどのように課金されますか?

Amazon Braket では、リクエストした量子ハードウェアの使用時間に対する料金のみが発生します。料金は、選択したハードウェアプロバイダーによって異なります。一般料金は、サービスの一般提供開始時に有効になります。

Q: 結果はどのように表示されますか?

量子ジョブやハイブリッドアルゴリズムの実行が完了すると、自動的に通知がなされ、結果が Amazon S3 に保存されます。Amazon Braket では、実行結果を出力することに加えて、イベントログとパフォーマンスメトリクス (完了ステータスや実行時間など) を Amazon CloudWatch に送信します。

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