概要
Amazon Braket はフルマネージドの量子コンピューティングサービスです。これは、量子コンピューティングの使用を開始し、研究を加速するのに役立ちます。Amazon Braket は、AWS で量子アルゴリズムを構築、テスト、実行するために必要なあらゆるものを提供します。これには、さまざまなタイプの量子コンピュータへのアクセス、統合開発環境、古典的な回路シミュレーターの選択、およびハイブリッド量子古典アルゴリズムのフルマネージドの実行が含まれます。
Braket Direct では、量子ハードウェアへの専用アクセスを予約したり、量子専門家に連絡してワークロードに関するガイダンスを入手したり、実験機能にアクセスしたりすることもできます。
量子コンピュータ
量子コンピュータの簡単な利用
Amazon Braket は、さまざまな量子コンピューティング技術への安全なアクセスを提供します。前払金や署名が必要な契約書はなく、AWS の請求書を通じて、使用した分に対してのみ支払います。量子ワークロードはオンデマンドで実行することも、 Braket Directでデバイス予約を使用して実行することもできます。
量子処理ユニット (QPU) の選択
Amazon Braket は、超伝導、トラップドイオン、中性原子量子コンピュータへのアクセスを提供します。ゲートベースの量子コンピューティングパラダイムに従うと、 IQMやRigettiの超伝導量子プロセッサや、 IonQのトラップイオン技術にアクセスできます。 また、物性物理学や高エネルギー物理学などの物理分野で関心のあるハミルトニアンの平衡挙動と非平衡動力学をシミュレートしたり、QuERAの最新の中性原子プロセッサを使用して最適化問題を研究したりすることもできます。 これは、さまざまな技術をテストし、解決しようとしている問題についてさまざまなマシンのコンピューティングパフォーマンスを比較し、アプリケーションに最適なハードウェアシステムを選択するのに役立ちます。Amazon Braket で利用できる QPU の詳細については、ハードウェアプロバイダーのページをご覧ください。
シミュレーター
シミュレーションツールの選択
Amazon Braket を使用すると、量子アルゴリズムを実行およびテストする、4 つの量子回路シミュレーターから選択できます。Amazon Braket SDK に含まれているローカルシミュレーターと、3 つのオンデマンドシミュレーターです。ローカルシミュレーターは、ラップトップまたは Amazon Braket のマネージドノートブックで動作し、ノイズの有無にかかわらず量子回路のシミュレーションをサポートします。オンデマンドシミュレーターは、汎用状態ベクトルシミュレーターの SV1、ノイズモデリングをサポートする密度行列シミュレーターの DM1、特定の大規模な構造化量子回路に特化したテンソルネットワークシミュレーターの TN1 です。さらに詳しく」
一貫したエクスペリエンス
単一の API 呼び出しで Amazon Braket シミュレーターで回路を実行できます。シミュレーターでアルゴリズムを実行する要求は、量子ハードウェアで実行する要求と同じように機能します。1 行のコードを変更することで、シミュレーターでの実行から実際の量子コンピュータに変更できます。
結果タイプの選択
シミュレーションタスクには、個別のサンプル、カスタムの観測値、個別の振幅、または完全な状態ベクトルなど、さまざまな結果タイプを選択できます。Amazon Braket シミュレーターは、正確な結果を計算するか、量子コンピューターの動作をエミュレートする測定サンプルを返すことができます。
デベロッパーツール
ハードウェアに依存しないデベロッパーフレームワーク
量子アルゴリズムの設計と実行のプロセスを簡素化するには、 Amazon Braket SDK を使用できます。 テクノロジーに依存しないように設計されているため、量子ハードウェアのタイプごとに異なる量子プログラミングツールに対してコーディングする必要はありません。SDK は統合開発者フレームワークをサポートしているため、量子アルゴリズムを構築し、Amazon Braket サービスを通じて提供される互換性のある量子ハードウェアまたは回路シミュレーターで実行できます。新しい量子テクノロジーが出現し、Amazon Braket サービスに追加されても、開発エクスペリエンスは一貫したものであり続けるとともに、既存の設計と量子アルゴリズムをこれらの新しいシステムでテストできるので、ご安心ください。
ハイブリッドジョブによる量子古典アルゴリズムのフルマネージド実行
Amazon Braket Hybrid Jobs は、ハイブリッド量子古典アルゴリズムの設定、モニタリング、および実行のプロセスを簡素化します。アルゴリズムスクリプトを提供し、実行する QPU またはシミュレーターを選択すると、Amazon Braket は従来のコンピューティングを起動し、アルゴリズムを実行し、ジョブが完了するとリソースを解放します。アルゴリズムのカスタムメトリクスを定義できます。これは、Amazon CloudWatch によって自動的にログ記録され、アルゴリズムの実行時に Amazon Braket コンソールにリアルタイムで表示されます。これにより、アルゴリズムの進行状況のライブインサイトを得られるため、必要に応じてアルゴリズムを調整できます。最も重要なことは、Hybrid Jobs は、選択した QPU への優先アクセスを提供して、アルゴリズムを迅速かつ予測どおりに実行できるよう支援し、結果の品質と再現性を向上させることを可能にします。
PennyLane を使用して変分量子アルゴリズムを開発する
Amazon Braket は、量子微分プログラミングの概念に基づいて構築されたオープンソースのソフトウェアフレームワークである PennyLane をネイティブでサポートしており、ハイブリッド量子古典アルゴリズム、つまり変分アルゴリズムの構築と実行を支援します。このアプローチにより、機械学習ニューラルネットワークをトレーニングし、量子化学、量子機械学習、および最適化に関するコンピューティング問題のソリューションを見つけるのと同じ方法で、量子回路をトレーニングできます。PennyLane は Amazon Braket 向けにパフォーマンス最適化されており、PyTorch や TensorFlow などの使い慣れた機械学習ツールへのインターフェイスを提供して、量子回路のトレーニングを高速、簡易化、および直感的にします。
フルマネージド Jupyter ノートブック
独自の開発環境を使用するか、Amazon Braket でフルマネージドの Jupyter ノートブックを使用して、量子アルゴリズムを構築し、実験を管理するかを選択できます。Amazon Braket を使用すると、シングルクリックで簡単にノートブックを作成できます。パフォーマンス要件に合わせてノートブックインスタンスタイプを選択し、保存されたデータの暗号化などのセキュリティ設定を設定できます。Amazon Braket ノートブックには、Amazon Braket SDK や PennyLane などの一連の量子コンピューティング開発者ツールがあらかじめ設定されているため、すぐに使い始めることができます。
ビルト済みのアルゴリズムとチュートリアル
Amazon Braket ノートブックには、Amazon Braket SDK、チュートリアル、および事前に構築された一連のアルゴリズムがプリインストールされており、単一の場所で使用を開始するために必要なすべてのものが提供されます。それらを使用して、Amazon Braket で量子アルゴリズムを構築および実行するための推奨手順を理解してください。Amazon ブラケットのドキュメントで詳細をご覧ください。
Braket ダイレクト
予約
量子コンピューターへのオンデマンドアクセスに加えて、Braket Directを通じて予約することで専用デバイスにアクセスすることもできます。予約すると、お好みの量子デバイスに独占的にアクセスできます。ワークロードの実行の開始時刻と終了時刻を正確に把握して、都合の良いときに予約をスケジュールできます。予約は 1 時間単位で受け付けており、48 時間前までであれば追加料金なしでキャンセルできます。量子タスクとハイブリッドジョブを今後の予約のために事前にキューに入れるか、予約中にその場でワークロードを送信するかを選択できます。
エキスパートからのアドバイス
ワークロードに関する追加のガイダンスを得るには、Braket 管理コンソールで量子コンピューティングの専門家に直接連絡してください。ニーズに応じて、Braketの専門家による無料のオフィスアワー、量子ハードウェアプロバイダーが提供するさまざまな専門サービス、またはAmazon Quantum Solutions Lab（QSL ）の専門家による支援から選択できます。これは、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、この初期段階にある技術の現在のパフォーマンス評価を支援します。
実験機能
研究ワークロードを進めるには、新しい革新的な機能をすばやく利用することが重要です。Braket Direct を使用すると、可用性が限られている新しい量子デバイスなど、利用可能な実験機能へのアクセスを、Braket 管理コンソールで直接簡単にリクエストできます。
管理およびセキュリティ
マネジメントコンソール
ネイティブのAWSサービスであるAmazon Braketには、 AWSマネジメントコンソールからアクセスできます。AWSマネジメントコンソールは、アマゾンウェブサービスの一元化された使いやすいウェブインターフェイスで、AWSアカウントまたはAWSアイデンティティおよびアクセス管理（IAM）認証情報を使用して安全にログインできます。コンソールを使って、ノートブックやタスクなどの Amazon Braket リソースを管理およびモニタリングし、量子回路シミュレーターおよび QPU に関する詳細情報にアクセスできます。
ユーザーアクセスの管理、セキュリティ、監視
Amazon Braket は、Amazon CloudWatch、AWS CloudTrail、Amazon EventBridge、AWS IAM などの AWS のサービスと統合されており、ワークロードのモニタリング、タスク完了時の通知の生成、アクセス制御とアクセス許可の管理を可能にします。シミュレーションと量子タスクの結果は、保存と分析のために任意の Amazon Simple Storage Service (S3) バケットに配信され、データを完全に管理できます。アマゾンブラケットは SOC 2 に準拠しています。最新のBraket認証とコンプライアンス対応状況については、対象範囲の全サービスをご覧ください。サードパーティーのハードウェアプロバイダーは AWS コンプライアンスレポートの対象外であり、独自のサードパーティーの監査を受けることができることに注意してください。