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を開始する際に役立つフルマネージドサービスです。

Q: Amazon Braket で何ができるのですか?

Amazon Braket で、量子コンピュータのプログラミングを学んだり、潜在的な応用を探求したりできます。独自の量子アルゴリズムを一から設計したり、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したりすることも可能です。Amazon Braket は、ラップトップ上でローカルに実行できる、または Amazon Braket のフルマネージド型ノートブック環境で実行できる SDK を提供しています。この SDK には、量子回路シミュレーターが含まれています。Amazon Braket サービスでは、フルマネージド型の量子回路シミュレーターを提供しており、AWS で管理されるインフラストラクチャでアルゴリズムを実行し、実装の検証やテストを行うことができます。準備ができたら、ハードウェアプロバイダーが提供するさまざまな量子コンピュータ、または量子処理ユニット (QPU) を使用して、Amazon Braket でアルゴリズムを実行できます。

Q: Amazon Braket は他の AWS のサービスとどのように連携していますか?

Amazon Braket は、Amazon CloudWatch、Amazon EventBridge、AWS Identity and Access Management (IAM)、AWS CloudTrail と統合して、モニタリング、イベントベース処理、ユーザーアクセス管理、ログ記録を行います。シミュレーションと量子コンピューティングの結果は、アカウントの Amazon Simple Storage Service (S3) に保存されます。

Q: なぜ今、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ですか?

量子コンピューティングは初期段階にあるテクノロジーですが、長期的にわたり多くの業界に変革をもたらすと考えられています。量子アルゴリズムの開発や利用価値の高い量子アプリケーションの設計には、新しいスキルとこれまでとはまったく異なるアプローチが必要です。そのような専門知識を蓄積するには時間がかかる上、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 を使って、企業は現在の技術レベルの評価やビジネスへの影響の特定を行い、将来に備えることができます。

Q: 「Braket」という名前の由来は何ですか?

このサービスは、量子力学の標準記法であるブラケット記法にちなんで名付けられました。量子システムの状態を説明する目的で 1939 年 Paul Dirac が導入し、ディラックの記法としても知られています。

Q: Amazon Braket で学術研究を行うことはできますか?

はい。世界中の大学の科学者が Amazon Braket で研究を行っています。Amazon の Github リポジトリである Amazon Braket コンソールから始めることも、AWS Cloud Credit for Research プログラムを通じて Amazon Braket 利用の資金を申請することもできます。申請の際、料金計算ツールの URL をお持ちでない場合は、プレースホルダー付きで申請書を送信してください。

デベロッパー用ツール

Q: Amazon Braket SDK とは何ですか?

Amazon Braket ソフトウェア開発キット (SDK) は、テクノロジーに依存しないデベロッパーフレームワークです。これで、量子アルゴリズムを開発し、Amazon Braket サービスを通じてさまざまな量子コンピューティングハードウェアやシミュレーターで実行できます。SDK は、Amazon Braket に送信された量子タスクを追跡やモニタリングし、結果を評価するのに役立ちます。Amazon Braket SDK には、アルゴリズムのテストに使用できるローカルの量子回路シミュレーターが含まれています。

Q: Amazon Braket SDK を利用するにはどうすればよいですか?

Amazon Braket には、Amazon Braket SDK がプリインストールされたフルマネージドの Jupyter ノートブックと、すぐ開始するのに役立つサンプルチュートリアルが用意されています。Amazon Braket SDK はオープンソースのため、ご希望のローカル統合開発環境 (IDE) で Amazon Braket を使用できます。

Q: Amazon Braket SDK は量子アニーリングをサポートしていますか?

はい。Amazon Braket には、量子アニーリング用 D-Wave のプログラミングフレームワークである Ocean でネイティブにプログラミングできるプラグインが用意されています。あるいは、Amazon Braket SDK で直接プログラムすることも可能です。使用を開始するには、サービスドキュメントをご覧ください。

Q: PennyLane とは何ですか?

PennyLane は、Amazon Braket と統合される変分量子コンピューティングのためのオープンソースソフトウェアライブラリです。変分量子コンピューティングとは、ハイブリッド量子古典アルゴリズムを利用して、化学、最適化、量子機械学習などのさまざまな領域でのコンピューティング問題のソリューションを反復的に見つけるパラダイムです。量子微分可能プログラミングの概念に基づいて構築された PennyLane を使用すると、ニューラルネットワークと同じ方法で量子回路をトレーニングできます。PyTorch や TensorFlow などの一般的な機械学習ライブラリのインターフェイスで、量子アルゴリズムを簡単かつ直感的にトレーニングできるようにします。PennyLane の詳細については、https://pennylane.ai をご覧になるか、こちらのデベロッパーガイドをご参照ください。

Q: Amazon Braket で PennyLane を使用する必要があるのはなぜですか?

化学、最適化、量子機械学習における短期的な量子コンピューティングアプリケーションは、古典コンピュータと量子コンピュータの間の反復処理を利用する変分量子アルゴリズムに基づいています。PennyLane を使えば、Amazon Braket で変分量子アルゴリズムと量子機械学習アルゴリズムの構築を簡単に始められます。アルゴリズムの構築とトレーニングには、使い慣れた機械学習ツールを使用できます。PennyLane には化学ライブラリ qchem が用意されています。qchem を使用すると、計算化学の問題を、わずか数行のコードで量子コンピューティングの定式化にマッピングできます。

PennyLane があれば、Amazon Braket でイノベーションが加速します。アルゴリズムをテストおよび微調整する場合、アルゴリズムをローカルでシミュレートする場合と比較して、フルマネージドの高性能オンデマンドシミュレーターではトレーニングを 10 倍以上高速化します。  ハイブリッド量子アルゴリズムを高速化するために、GPU ベースのワークロード用に NVIDIA の cuQuantum SDK によって高速化された lightning.gpu シミュレーターなど、PennyLane の高性能組み込みシミュレーターを活用できるようになりました。これらのシミュレーターには、勾配計算のための隣接法などの方法が利用でき、計算と勾配に必要な回路の数を減らし、高速な反復実験とプロトタイピングに使用できます。 

Q: PennyLane にアクセスする方法を教えてください。

Amazon Braket ノートブックは PennyLane を使って事前に設定されています。また、チュートリアルノートブックはすぐに開始するのに役立ちます。あるいは、IDE に Amazon Braket PennyLane プラグインをインストールすることもできます。プラグインはオープンソースで、こちらからダウンロードできます。PennyLane のドキュメントは、https://pennylane.ai にあります。 

Q: OpenQASM とは何ですか?

OpenQASM は、量子コンピューティングプログラムのためのオープンソースの中間表現 (IR) です。OpenQASM のプログラムは、Amazon Braket SDK を使うか、Braket API に直接送信することで、すべてのゲートベースの Braket デバイス上で実行することができます。AWS は OpenQASM の運営協議会に参加し、ゲートベースの量子プログラムのための、ハードウェアにとらわれないオープンな統一仕様の構築を支援しています。 

シミュレーター

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?

量子回路シミュレーターは、古典コンピュータで実行します。シミュレーターを使用すると、量子ハードウェアを使用するよりも低いコストで量子アルゴリズムをテストでき、特定の量子マシンへアクセスする必要もありません。シミュレーションは、量子ハードウェアでの実行前に、量子回路を迅速にデバッグしたり、ハイブリッドアルゴリズムのトラブルシューティングや最適化を行ったりするのに役立ちます。短期的な量子計算ハードウェアの結果を検証し、ノイズの影響を研究するのに、従来のシミュレーションも不可欠です。

Q: Amazon Braket にはどのようなシミュレーターがありますか?

Amazon Braket では、量子回路シミュレーターを 4 つから選択できます。1 つは SDK に含まれるローカルシミュレーターです。他の 3 つはオンデマンドシミュレーターで、汎用の量子回路シミュレーター SV1、ノイズによる回路への影響をシミュレートできる DM1、高性能のテンソルネットワークシミュレーター TN1 があります。これら 4 つの選択肢から、要件に最も適したアプローチを選択できます。

Q: ローカルシミュレーターとは何ですか?

Amazon Braket SDK に付属する無料のシミュレーターです。ラップトップでも、Amazon Braket のマネージドノートブック内でも動作し、回路設計の迅速な検証に利用できます。小~中規模のシミュレーションに適しており、ハードウェアにもよりますが、ノイズなしで最大 25 量子ビット、ノイズありで最大 12 量子ビットに対応します。

Q: SV1 シミュレーターとは何ですか?

SV1 は、最大 34 量子ビットまでの量子回路に対応する、フルマネージド型の高性能な状態ベクトルシミュレーターです。状態ベクトルシミュレーターなので、量子状態の完全な波動関数を取得し、回路の演算を適用してその結果を計算します。Amazon Braket SDK のローカルシミュレーターを使用して量子アルゴリズムを設計しデバッグした後で SV1 を使用すれば、スケーリングしたテストや研究を行うことができます。SV1 は、古典的なコンピュートリソースを自動的にスケーリングするので、35 件までのシミュレーションを並行して実行することが可能です。

Q: DM1 シミュレーターとは何ですか?

DM1 は、フルマネージド型の密度行列シミュレーターで、現実的なノイズが量子アルゴリズムに及ぼす影響を調べることができます。最新の量子コンピューティングデバイスから高精度の結果を得られる、エラー削減戦略を開発できるようになります。
DM1 は、最大 17 量子ビットまでの回路のシミュレーションをサポートしています。35 件までのシミュレーションを並行して実行でき、実験がスピードアップします。DM1 を使用する前には、ラピッドプロトタイピングとデバッグのために、Amazon Braket SDK のローカルノイズシミュレーターを使用できます。

Q: TN1 シミュレーターとは何ですか?

TN1 は、フルマネージド型の高性能なテンソルネットワークシミュレーターで、最大 50 量子ビットの構造化量子回路に使用されます。テンソルネットワークシミュレーターは、量子回路を構造化グラフにエンコードし、回路の結果を計算する最適な方法を見つけます。TN1 は、スパース回路、ローカルゲートを備えた回路、および固有の構造を持つ回路に特に適したシミュレーターです。

Q: Amazon Braket のオンデマンドシミュレーターのうち、SV1、TN1、DM1 はどんな基準で選択すればよいですか?

SV1 は、状態ベクトルの技術を用いた汎用シミュレーターです。最大 34 量子ビットのユニバーサル回路を使って実行が予測可能となり、高い性能を発揮します。

DM1 は、ノイズモデリングをサポートできるように特別に設計されたシミュレーターです。さまざまなノイズの影響下でアルゴリズムを研究する必要がある場合は、DM1 を使用してください。

TN1 は、最大 50 量子ビットまでの特定タイプの量子回路に特化したシミュレーターです。スパース回路、ローカルゲートを備えた回路、および固有の構造を持つその他の回路に適しているとお考えください。他の回路タイプ、たとえば全対全接続の回路などには、多くの場合 SV1 が適しています。

Q: 回路のノイズをシミュレートする必要があるのはなぜですか?

現在の量子デバイスは、本質的にノイズを含んでいるものです。演算を実行するたびにエラーが発生する可能性があります。したがって、量子コンピュータから得られる結果は、理想的に想定される結果とは異なります。 DM1 を使えば、現実的なノイズの影響下でアルゴリズムの堅牢性を調査し、現在の量子コンピューティングデバイスで精度の高い結果を得るためのエラー削減戦略を構築することができます。

Q: ノイズのない回路を DM1 シミュレーター上で動かすことはできますか?

DM1 は、ノイズのない回路をシミュレーションできます。ただし、最高のパフォーマンスを得るために、ノイズのない回路の大規模なシミュレーションには SV1 を使用することをお勧めします。

Q: シミュレーションを実行するには、インスタンスタイプを選択する必要がありますか?

いいえ、Amazon Braket オンデマンドシミュレーターを使用している場合は、選択する必要はありません。SV1、TN1、DM1 の各シミュレーターを使用する場合は、Amazon Braket がソフトウェアとインフラストラクチャを管理します。お客様は、実行する回路を用意するだけです。

Amazon Braket マネージドノートブックの SDK でローカルシミュレーターを実行している場合、ノートブックにすでに指定した Amazon インスタンスで実行されます。

TN1 で回路を実行できるかどうかは、どうすればわかりますか?

回路がこちらで説明されている量子ビット数と回路深度の制限内にある限り、TN1 はそれをシミュレートしようとします。しかし SV1 とは対照的に、量子ビット数と回路の深度だけに基づいて、ランタイムを正確に見積もることはできません。いわゆる「リハーサルフェーズ」では、TN1 は最初に回路の効率的なコンピューティングパスを特定して、次のステージの「収縮フェーズ」の実行時間を推定します。推定収縮時間が TN1 の制限を超えた場合、TN1 は収縮をしません。したがって、リハーサルフェーズで費やされた時間に対してのみ料金をお支払いただきます。詳細については、テクニカルドキュメントをご参照ください。

Q: シミュレーターを使用するには、アルゴリズムを異なる方法でプログラムまたは設計する必要がありますか?

いいえ、Amazon Braket を使用すると、数行のコードを変更すれば、サービスで利用できる任意のシミュレーターやゲートベースの量子ハードウェアで実行するのと同じように量子回路を指示できます。

Q: アニーリングに関する問題のシミュレーターはありますか?

AWS Marketplace では、最適化のための組み合わせについての問題に、従来のアプローチの中でも最新のものを使用する製品 (Meta AnalyticsToshiba SBM など) をお探しいただけます。

量子コンピュータ

Q: Amazon Braket で量子コンピュータにアクセスするにはどうすればよいですか?

実際の量子処理ユニット (QPU) で、回路を設計したり、アニーリングの問題を解決したりするのは難しいことではありません。Amazon Braket SDK で回路または問題のグラフを作成したら、マネージド Jupyter ノートブックあるいは任意の IDE (PyCharm など) からタスクを送信できます。

Q: QPU でのタスクの実行は、シミュレーターでの実行とどのように違うのですか?

QPU で量子タスクを実行する手順は、シミュレーターで実行する手順と同じです。Amazon Braket SDK 内で API 呼び出しを行う際に、バックエンドまたはデバイスを選択するだけです。どちらのタスクもコンピューティングオペレーションで、Amazon Braket SDK 内の API コールを介してさまざまなバックエンドやデバイスを要求できます。デバイスの選択には、サービスにおいて利用可能なさまざまなシミュレーターや量子コンピュータが含まれます。あるデバイスから別のデバイスへの切り替えは、コードを 1 行を変更するだけです。QPU リソースは待機時間を必要とする可能性がありますが、シミュレーターは常に利用可能です。

Q: 使用する量子コンピュータを選択する方法を教えてください。

一部のタイプの量子コンピュータは、一連の特定の問題を解決するのに特に適しています。たとえば、量子アニーラは通常、組み合わせの最適化に関する問題を解決するのに使用する一方、ユニバーサル量子コンピュータは多くのタイプの問題を解決するのに使用できます。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。量子コンピュータの仕様の完全版は、Amazon Braket コンソールで提供しています。

Q: Amazon Braket はどの量子コンピュータをサポートしていますか?

Amazon Braket のハードウェアプロバイダーの詳細については、こちらをクリックしてください。

Q: Rigetti QPU のシステムと性能に関する情報はどこで入手できますか?

ゲートフィデリティやコヒーレンスタイムなど、Rigetti QPU のシステムと性能に関する情報は、Rigetti の QPU ページをご覧ください。

IonQ QPU のベストプラクティスについての推奨事項はどこで確認できますか?

IonQ QPU のトポロジー、ゲート、およびベストプラクティスに関する情報は、IonQ Best Practices のウェブページをご覧ください。

D-Wave QPU のシステム情報はどこで入手できますか?

Advantage および 2000Q システムの特性、ワーキンググラフのイメージ、その他の詳細については、D-Wave の QPU-Specific Physical Properties のページをご覧ください。

Q: 量子タスクは QPU で即座に実行できますか、それとも待機する必要がありますか?

量子コンピューティングは初期段階にある技術のため、量子コンピュータのリソースはまだ十分とは言えません。量子コンピュータの種類が異なれば、動作特性や可用性のレベルも異なるため、タスクの処理速度も変わります。選択した QPU が稼働中にあるが現在使用されていない場合、タスクはすぐに処理され、それ以外の場合はキューに入れられます。QPU が利用可能になると、キュー内のタスクは挿入された順に処理されます。タスクの完了時の通知を行うため、Amazon Braket はステータス変更イベントを Amazon EventBridge に送信します。Eventbridge でルールを作成し、実行するアクションを指定できます。たとえば、SMS で、あるいは E メール、HTTP、AWS Lambda、Amazon SQS などの他の方法でアラートを送信できる Amazon Simple Notification Service (SNS) を使用するなどです。

Q: QPU で実行する前に、回路をコンパイルする必要がありますか?

いいえ、必ずしもそうではありません。Amazon Braket は、実行時にコードを自動的にコンパイルします。しかし、Rigetti デバイスでは、逐語的コンパイルを使用して、コンパイラを変更せずにそのまま実行するコードの特定のブロックを定義するオプションがあります。詳細については、回路の構築に関するドキュメントを参照してください。

Q: 逐語的コンパイルの利点は何ですか?

量子回路のコンパイルでは、量子回路をコンパイルされた回路に変換し、量子ビットの割り当て、ネイティブゲートへのマッピング、最適化などを行います。しかし、コンパイラのゲートの最適化は、ゲートや冗長な部品を削除したり、並べ替えたりするため、ベンチマークやエラー軽減のための回路を開発している研究者や量子アルゴリズムの専門家にとっては問題となります。逐語的コンパイルでは、ユーザーが回路の一部または回路全体を指定して、コンパイラを変更せずにそのまま実行することができます。

Hybrid Jobs

Q: Hybrid Jobs 機能とは何ですか?

Hybrid Jobs は、ハイブリッド量子古典ワークロードの実行をより簡単に、より速く、より予測可能にします。この機能を使用すると、アルゴリズムスクリプトまたはコンテナを提供するだけで、AWS はリクエストされたリソースを起動してアルゴリズムを実行し、完了後にリソースを解放するため、お支払いいただくのは使用した分の料金のみとなります。Hybrid Jobs 機能は、アルゴリズムメトリクスについてのライブインサイトも提供するため、アルゴリズムの進行状況を確認できます。最も重要なことは、ジョブがターゲット QPU に優先的にアクセスできるため、実行がより速く、より予測可能になり、かつ、他のユーザーのワークロードによる影響がより小さくなるということです。

Q: Hybrid Jobs を使用すべきなのはなぜですか?

Braket Hybrid Jobs には、3 つの主な利点があります。第一に、ハイブリッド量子古典アルゴリズムの実行を簡素化します。多くの量子研究者は、クラウドコンピューティングに不慣れであることが多く、ハイブリッドアルゴリズムを実行する前にコンピューティング環境をセットアップして管理したくないと考えています。Hybrid Jobs で必要なのは、優先するコンピューティングインスタンスを指定することだけです。あるいは、デフォルトを使用することもできます。Braket Hybrid Jobs は、ターゲット QPU が利用可能になるまで待機してから従来のリソースを起動し、構築済みのコンテナ環境でワークロードを実行して結果を Amazon S3 に返して、最後にコンピューティングリソースを解放します。

第二に、Hybrid Jobs は実行中のアルゴリズムについてのライブインサイトを提供します。アルゴリズムの一部としてカスタムアルゴリズムメトリクスを定義できます。これは、Amazon CloudWatch よって自動的にログ記録され、Amazon Braket コンソールで表示されます。これにより、アルゴリズムの進行状況を追跡できます。

第三に、Amazon Braket Hybrid Jobs は、独自の環境からハイブリッドアルゴリズムを実行するよりも優れたパフォーマンスを提供します。ジョブが実行されている間中、選択した QPU に優先的にアクセスできます。これは、ジョブの一部としてそのデバイスで実行されるタスクが、デバイスでキューに入れられる可能性のある他のタスクよりも先に実行されることを意味します。これにより、ハイブリッドアルゴリズムの実行時間がより短くなり、かつ、より予測可能になります。また、アルゴリズムのパフォーマンスに対するゆっくりとしたデバイス特性の変化 (「デバイスドリフト」) の悪影響を軽減することで、最終的にはより良い結果が得られます。

Q: Hybrid Jobs ではどの量子コンピュータを利用できますか?

Hybrid Jobs を使用して、Amazon Braket で利用可能な QPU のいずれかを使用できます。

Q: Hybrid Jobs で使用できるシミュレーターはどれですか?

利用可能な Amazon Braket オンデマンドシミュレーター (SV1、DM1、TN1)、PennyLane lightning プラグインに基づく組み込みシミュレーター、または Hybrid Jobs のコンテナとして組み込まれたカスタムシミュレーターのいずれかを使用できます。組み込みシミュレーターまたはカスタムシミュレーターの場合、ハイブリッドワークロードを実行するために 1 つまたは複数の CPU および GPU インスタンスを選択できます。 

Q: Hybrid Jobs で組み込みシミュレーターを使用する必要があるのはなぜですか?

組み込みシミュレーターは、アプリケーションコードと同じコンテナに直接組み込まれる一連の高性能シミュレーターであり、SV1 などのフルマネージド型のオンデマンドシミュレーターとコンテナ化された従来のコードとの間のラウンドトリップに関連するレイテンシーを回避します。組み込みシミュレーターは、勾配を計算するために必要な回路の数を減らす、勾配計算のための隣接法などの高度な機能をサポートしています。現在、Amazon Braket は、高性能 GPU で量子回路シミュレーションを実行するために特別に設計された NVIDIA cuQuantum SDK で高速化される lightning.gpu シミュレーターなど、PennyLane の組み込みシミュレーターをサポートしています。

Q: 自分のシミュレーターを Amazon Braket Hybrid Jobs に持ち込むことはできますか?

はい。シミュレーターとその依存関係をコンテナに埋め込むことで、独自のシミュレーターライブラリを Amazon Braket Hybrid Jobs に取り込むことができます。次に、コードをエントリポイントとしてコンテナに渡し、CPU または GPU インスタンスで Amazon Braket Hybrid Jobs としてコードを実行できます。Amazon Braket は、ジョブの期間中、リソースのスピンアップを処理し、使用した分だけ支払います。

Q: Hybrid Jobs を実行するには、インスタンスタイプを選択する必要がありますか?

いいえ、デフォルトでは、ジョブコンテナは 1 つの ml.m5.xlarge インスタンスタイプで実行されます。Amazon Braket オンデマンドシミュレーター (SV1、TN1、DM1) または QPU を使用してハイブリッドアルゴリズムを実行している場合、Amazon Braket がソフトウェアとインフラストラクチャを管理します。PennyLane の組み込みシミュレーター、またはコンテナとしてパッケージ化されたカスタムシミュレーターを使用してハイブリッドアルゴリズムを実行している場合は、ジョブを実行する 1 つ以上の CPU または GPU インスタンスタイプを選択できます。Amazon Braket は、基盤となるインフラストラクチャのセットアップを管理し、ジョブが完了するとリソースを解放するため、使用した分だけ支払うことができます。

Q: Hybrid Jobs を実行するときに、Penny Lane の組み込み状態ベクトルシミュレーターと SV1 シミュレーターのどちらかをどう選択すればよいですか?

今日、Amazon Braket Hybrid Jobs コンテナにプリインストールされた PennyLane の組み込み状態ベクトルシミュレーターは、バックプロパゲーションや勾配計算のための隣接法から恩恵を受けることができる変分アルゴリズムに使用できます。これらのアルゴリズムの例には、量子機械学習 (QML)、量子断熱概算アルゴリズム (QAOA) または変分量子固有値 (VQE) があります。組み込みシミュレーターでは、GPU ベースの加速度からアルゴリズムが恩恵を受けることができ、GPU メモリに適合できる場合、GPU インスタンスを使用することもできます。一般的に、中程度の量子ビットカウント (<30) を持つ変分アルゴリズムと QML アルゴリズムがこれに当てはまります。それ以外の場合は、SV1 オンデマンドシミュレーターを使用することを検討してください。隣接法は今日ではゼロ以外のショットをサポートしていないため、ショット数がゼロより大きいワークロードに SV1 を使用することを検討してください。埋め込まれたシミュレーターは、Hybrid Jobs 機能の一部としてのみサポートされていることに注意してください。SV1 はスタンドアロンタスクと Hybrid Jobs の両方をサポートしています。

Q: PennyLane のさまざまな組み込みシミュレーターから選択するにはどうすればよいですか?

PennyLane lightning.gpu シミュレーターは、問題サイズが GPU メモリ内に収まるほど小さい場合、QML、QAOA、VQE などのハイブリッドアルゴリズムに使用できます。lightning.qubit CPU ベースのシミュレーターは、メモリ集約的であり、高い量子ビットカウント (29 以上の量子ビット) を持つ変分アルゴリズムなど、GPU メモリに適合できないアルゴリズムに使用できます。 CPU または GPU インスタンスタイプを使用するかどうかによって、コストは異なることに注意してください。詳細については、PennyLane ドキュメントを参照してください。

Q: Hybrid Jobs の利用についてはどのように課金されますか?

Hybrid Jobs 機能の料金は 2 つの要素で構成されます。すなわち、従来のジョブインスタンスの使用料と、量子コンピュータまたは量子回路シミュレーターの使用料です。まず、使用するジョブインスタンスに基づいて、ジョブの実行期間について課金されます。Hybrid Jobs 機能は、デフォルトとして ml.m5.xlarge インスタンスを使用します。あるいは、ジョブの作成時に別のインスタンスタイプを選択できます。追加コストで、コンピューティングインスタンス内にデータストレージをさらに追加するオプションもあります。 これらのインスタンスと補助インスタンスストレージの料金については、Amazon Braket の料金のページの「ジョブインスタンス」の料金表をご覧ください。 次に、ジョブの一部として作成され、任意の量子コンピュータまたは回路シミュレーターで実行される量子タスクの実行について課金されます。 Amazon Braket のオンデマンド (SV1、DM1、TN1) シミュレーターまたは Hybrid Jobs の一部に量子コンピュータを使用している場合、ジョブの一部として作成された量子タスクの実行に対して課金されます 。 これらのタスクの料金は、Hybrid Jobs の一部として実行されるかどうかにかかわらず、同じです。 Amazon Braket の料金のページの [Quantum Computers] (量子コンピュータ) タブと [Simulators] (シミュレーター) タブをご覧ください。 Amazon Braket のマネージドハイブリッドジョブコンテナにプリインストールされている lightning シミュレーターなどの組み込みシミュレーター、またはカスタムコンテナとして組み込まれたお好みのシミュレータを使用している場合、以下の料金表に基づいて、ジョブの期間中に使用する古典的な CPU または GPU リソースに対してのみ課金されます。これらのインスタンスと補助インスタンスストレージの料金については、以下の「ジョブインスタンス」の料金表をご覧ください。

Q: Hybrid Jobs を開始するにはどうすればよいですか?

使用を開始するには、Braket ドキュメントの Amazon Braket Jobs ユーザーガイドのセクションにアクセスしてください。Amazon Braket ハイブリッドサンプルノートブックは、Jobs の使用を開始し、さまざまなタイプのハイブリッドアルゴリズムを実行する方法に関するチュートリアルを提供します。これらのサンプルは、Amazon Braket ノートブックにプリインストールされており、すぐに使用を開始するのに役立ちます。また、Amazon Braket サンプルリポジトリの PennyLane プラグインを使用して、ハイブリッドアルゴリズムのサンプルを確認することもできます。 

料金

Q: Amazon Braket の使用料金の課金は、どのようになっていますか?

Amazon Braket では前払い料金は発生せず、使用している AWS リソースに対してのみ料金が発生します。量子コンピューティングハードウェアやオンデマンドシミュレーターへのアクセスなど、Amazon Braket の機能ごとに個別に請求します。また、Amazon Braket が管理するノートブックなど、Amazon Braket を介して提供する AWS のサービスについても個別に課金されます。料金の詳細については、料金ページをご覧ください。

Q: さまざまなプロジェクトで Amazon Braket の使用状況と支出を追跡するにはどうすればよいですか?

A: タグを使用すると、コストセンター、部門、プロジェクトなど、チームやビジネスにとって意味のある論理グループごとに AWS リソースを整理することができます。Amazon Braket では、作成するクォンタムタスクにタグを適用できます。ユーザー定義のタグを作成して適用すると、AWS 請求情報とコスト管理ダッシュボードでタグをアクティブ化して、コスト配分を追跡することができます。AWS はタグを使用してコストを分類し、月次のコスト割り当てレポートを配信して、AWS のコストを追跡できるようにしています。このコスト割り当てレポートには、タグキーが各行に適用可能な値を持つ追加の列として表示されるため、一貫したタグキーのセットを使用すると、コストを追跡しやすくなります。

Q: AWS は、Amazon Braket を使用する量子コンピューティング研究にクレジットを提供していますか?

はい。世界中の大学の科学者が、AWS Cloud Credit for Research プログラムで提供されているクレジットを使用して、Amazon Braket で研究を行っています。上記のリンクから提案書をご提出ください。申請の際、料金計算ツールの URL をお持ちでない場合は、プレースホルダー付きでリクエストを送信してください。

セキュリティ

Q: Amazon Braket サービスの使用中に、データが AWS 環境を離れることがありますか?

はい。Amazon Braket の QPU は、サードパーティの量子ハードウェアプロバイダーがホストしています。Amazon Braket を使用して量子コンピュータにアクセスする場合、回路またはアニーリングの問題、および関連するメタデータは、AWS が運営する施設外のハードウェアプロバイダーに送信され、処理されます。コンテンツは匿名化され、量子タスクの処理に必要なコンテンツのみが量子ハードウェアプロバイダーに送信されます。AWS アカウントに関する情報は送信されません。すべてのデータは保存時および転送時に暗号化され、処理の際にのみ復号化されます。また、Amazon Braket ハードウェアプロバイダーは、タスクの処理以外の目的でコンテンツを保存または使用することはできません。回路が完了すると、結果は Amazon Braket に返され、Amazon S3 バケットに保存されます。Amazon Braket サードパーティの量子ハードウェアプロバイダーのセキュリティを定期的に監査し、ネットワークセキュリティ、アクセス制御、データ保護、物理的セキュリティの基準が満たされていることを確認しています。

Q: 結果はどこに保存されますか?

Amazon S3 に結果を保存します。Amazon Braket は実行結果を出力するだけでなく、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: Amazon Braket を Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) で使用できますか?

Amazon Braket は AWS PrivateLink と統合されています。そのため、トラフィックがインターネットを経由する必要なしに、Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) 内から Amazon Braket にアクセスできます。これにより、インターネットベースの攻撃によるセキュリティの脅威への露出と機密データ漏洩のリスクが軽減されます。

Quantum Solutions Lab

Q: Quantum Solutions Lab (QSL) とは何ですか?

Amazon Quantum Solutions Lab は、量子コンピューティングのエキスパートを擁する共同研究および専門サービスプログラムです。これらのエキスパートは、お客様が量子コンピューティングをより効果的に探索し、この初期の技術について発生する課題を克服するための作業を支援します。開始するには、Quantum Solutions Lab のウェブページをご覧ください。

Q: QSL を利用するにはどうすればよいですか?

このフォームを送信し、AWS アカウントマネージャーに連絡することで、QSL とパートナーとの契約に関する情報をリクエストできます。

Q: QSL 契約の費用について教えてください。

QSL 契約にかかるコストは、契約期間の長さとニーズの性質によって異なります。詳細については、アカウントマネージャーにご確認ください。

Q: QSL 契約の一般的な期間はどれくらいですか?

Quantum Solutions Lab の契約期間は、通常 6〜12 か月です。

Q: 参加するためにラボに出向く必要がありますか?

必要があれば、プロセス全体をリモートで実行できます。新型コロナウイルスの感染が流行中の現在は、特にその傾向があります。ただし通常の場合、お客様に直接お会いして契約を開始し、ご希望のペースを確認します。その後、必要に応じてお客様のサイトを訪問し、ビデオ会議を使用して定期的にチェックポイントを設定しながら、定期的にリモートで共同作業を行います。

量子コンピューティング AWS センター

Q: 量子コンピューティング AWS センターとは何ですか?

量子コンピューティング AWS センターは、Amazon の研究者とエンジニア、および量子コンピューティングの分野をリードする学術機関が集まった研究プログラムです。短期的なアプリケーション、エラー修正スキーム、ハードウェアアーキテクチャ、プログラミングモデルに関して、彼らと提携して量子技術の開発を進めます。カリフォルニア工科大学 (Caltech) のキャンパスに、量子コンピューティング AWS センターを設立しました。現在、このセンターでは Amazon Scholars プログラムを通じて、カリフォルニア工科大学、スタンフォード大学、ハーバード大学、マサチューセッツ工科大学、シカゴ大学の研究者と共同で研究を行っています。

量子コンピューティング AWS センターは、これまでにどのような研究を発表してきましたか?

量子コンピューティング AWS センターのチームは、量子ハードウェア、アルゴリズム、エラー修正、その他の分野に関する研究を頻繁に発表し、QIP、APS、IEEE QCE などのカンファレンスでも科学論文を発表しています。注目すべき研究として、「Designing a fault-tolerant quantum computer based on Schrödinger-cat qubits」の論文があります。 その他の研究発表については、Amazon.Science Quantum Technologies の研究分野のページをご覧ください。


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