Amazon Braket

양자 컴퓨팅을 사용한 탐색 및 실험

Amazon Braket은 연구자와 개발자가 연구 및 발견을 가속화하기 위한 기술을 지원하는 완전 관리식 양자 컴퓨팅 서비스입니다. Amazon Braket은 양자 알고리즘을 탐색 및 구축하고 양자 회로 시뮬레이터에서 테스트하며 다양한 양자 컴퓨팅 하드웨어 기술에서 실행할 수 있는 개발 환경을 제공합니다.

양자 컴퓨팅은 양자 역학의 법칙을 활용하여 새로운 방식으로 정보를 처리함으로써 고전 컴퓨터의 범위를 넘어서는 연산 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 컴퓨팅에 대한 이러한 접근 방식은 화학 공학, 재료 과학, 신약 개발, 금융 포트폴리오 최적화 및 기계 학습과 같은 영역을 혁신할 수 있습니다. 그러나 이러한 문제를 정의하고 그 해결을 위한 양자 컴퓨터 프로그래밍을 하는 데에는 새로운 기술이 필요하고, 이는 양자 컴퓨팅 하드웨어에 대한 쉬운 액세스가 없이는 달성하기 어렵습니다.

Amazon Braket은 이러한 난관을 극복하여 양자 컴퓨팅을 탐색할 수 있도록 합니다. Amazon Braket을 사용하면 처음부터 자체 양자 알고리즘을 설계하고 구축하거나, 사전에 구축된 일련의 알고리즘에서 선택할 수 있습니다. 알고리즘이 구축되고 나면, AWS Braket은 알고리즘을 테스트, 문제 해결 및 실행할 시뮬레이터를 선택할 수 있게 해줍니다. 또한, 준비가 되면 D-Wave의 양자 어닐러, Rigetti 및 IonQ의 게이트 기반 컴퓨터 등 다양한 양자 컴퓨터 중에서 알고리즘을 실행할 양자 컴퓨터를 선택할 수 있습니다. Amazon Braket과 함께하면 이제 조직의 양자 컴퓨팅의 잠재력을 평가하고 전문성을 구축할 수 있습니다.

Amazon Braket 출시 - AWS를 통해 양자 컴퓨팅 살펴보기(2:26)

장점

빠른 시작

Amazon Braket은 인프라를 설정 및 관리하고 여러 양자 하드웨어 공급업체와 액세스를 협상하고 서로 다른 환경을 통합하기 위해 코드를 작성할 필요가 없이, 양자 알고리즘을 구축, 테스트 및 실행할 수 있는 단일 환경을 제공합니다. Amazon Braket은 가능한 애플리케이션을 탐색하고 결과를 시각화하며 양자 알고리즘을 최적화하는 데 사용할 수 있는 완전관리형 Jupyter 노트북을 제공합니다. 사용자는 사전 설치된 개발자 도구, 샘플 알고리즘, 쉽고 빠르게 시작하는 데 도움이 되는 자습서가 포함된 노트북을 선택할 수 있습니다.

여러 양자 컴퓨팅 기술을 활용한 실험

Amazon Braket을 사용하면 양자 어닐러, 게이트 기반 시스템 초전도 큐비트 및 이온 트랩을 비롯한 다양한 유형의 양자 컴퓨터에 액세스할 수 있습니다. Amazon Braket의 교차 플랫폼 개발자 도구는 일관된 환경을 제공하여 다양한 개발 환경을 학습할 필요가 없습니다. 이는 귀사의 애플리케이션에 가장 적합한 양자 컴퓨팅 기술의 탐색을 손쉽게 해줍니다.

전문가의 도움 받기

Amazon Quantum Solutions Lab은 귀하와 AWS 양자 컴퓨팅 전문가 및 당사의 기술 및 컨설팅 파트너를 연결해주는 협업 연구 겸 컨설팅 프로그램입니다. 지원은 고객 조직의 필요에 맞게 맞춤화되어있으며 내부 전문성을 구축하고 새로운 양자 애플리케이션의 개발을 가속화하는 데 도움이 됩니다.

하이브리드 양자 및 고전적 알고리즘 실행

Amazon Braket을 사용하면 양자 연산을 고전적 컴퓨터에서 실행되는 최적화 및 기타 프로세스와 결합하는 하이브리드 양자 알고리즘을 구축하고 실행할 수 있습니다. 하이브리드 알고리즘은 오늘날의 양자 컴퓨팅 시스템에 내재된 오류의 영향을 완화하는 데 도움이 되는 반복 시스템을 사용합니다.

통합 클라우드 환경

Amazon Braket은 양자 컴퓨팅을 AWS 클라우드 서비스로 제공하므로, 조직의 클라우드 모범 사례를 적용하고 또한 동일한 콘솔에서 탄력적인 컴퓨팅과 기계 학습을 활용할 수 있습니다. AWS 보안 및 관리 서비스에 대한 기본 지원을 통해 액세스 제어, 데이터 보호, 운영 모니터링 그리고 감사를 간소화해줍니다.

작동 방식

작동 방식 다이어그램

양자 애플리케이션

유용한 양자 애플리케이션을 구축하려면 새로운 기술과 근본적으로 다른 문제 해결 방법이 필요합니다. 이러한 전문성을 쌓으려면 시간이 걸리고 양자 기술과 프로그래밍 도구에 액세스해야 합니다. Amazon Braket은 조직이 오늘날 양자 컴퓨터의 잠재력을 탐구하고 미래를 준비하는 데 도움이 됩니다.

분자 시뮬레이션

비록 많은 근사법이 도입되었지만, 물리학 및 화학을 기반으로 하는 고전 컴퓨터에서 양자 시스템을 시뮬레이션하는 것은 여전히 상당히 어려운 일입니다. 하지만 양자 역학적 상태를 본질적으로 조작할 수 있는 능력과 양자 컴퓨터의 고유한 특징은 분자의 전자 구조를 기술하는 것과 같은 중요한 문제를 효율적으로 해결할 수 있는 잠재력을 만들어냅니다. 양자 시스템 시뮬레이션은 새로운 물질 및 촉매의 설계, 신약 개발, 고온 초전도체 탐사를 비롯하여 광범위하게 응용할 수 있습니다.

최적화

최적화 문제는 통신, 공급망 물류 및 금융 서비스를 비롯한 여러 산업 전반에서 보편적으로 발생합니다. 가능한 조합의 수가 복잡성을 증가시킴에 따라, 일련의 대안으로부터 최적의 접근 방식을 찾는 것이 고전적 컴퓨터에는 무리가 될 수 있습니다. 양자 컴퓨팅은 예를 들어 선형 프로그래밍 알고리즘과 Monte Carlo 메서드를 가속화하여 조합 최적화 분야에서 이러한 다양한 문제를 해결하는 데 사용할 수 있습니다. 미래에 오류가 수정된 양자 컴퓨터는 비약적으로 향상된 속도를 제공하겠지만, 가까운 시일 내에 디바이스를 사용하여 이미 이점을 제공하고 있을 수도 있는 휴리스틱 알고리즘을 실행할 수 있습니다.

양자 기계 학습

기계 학습은 시스템이 데이터를 학습하고 패턴을 식별하며 자율적으로 의사 결정을 내리는 방법을 제공합니다. 오류가 수정된 확장 가능한 양자 컴퓨터는 추천 시스템, 분류를 위한 지원 벡터 시스템 등 기계 학습에서 널리 사용되는 많은 도구를 개선할 수 있습니다. 또한 양자 컴퓨팅은 더 풍부한 학습 모델을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

양자 하드웨어 기술

게이트 기반 초전도 큐비트

초전도 큐비트는 초저온에서 작동하는 초전도 전기 회로로 제작됩니다. Amazon Braket은 Rigetti의 초전도 큐비트 기반 양자 하드웨어에 대한 액세스를 제공합니다.

게이트 기반 이온 트랩

이온 트랩 방식의 양자 컴퓨터는 이온이라고 부르는 하전된 원자의 전자 상태를 사용하여 큐비트를 구현합니다. 전자기장을 이용해 이온을 자유 공간에 가두고 띄워두는 방식입니다. Amazon Braket은 IonQ의 이온 트랩 양자 컴퓨터에 대한 액세스를 제공합니다.

양자 어닐링

양자 어닐링은 물리적 프로세스를 사용하여 최적화 문제의 솔루션을 인코딩하는 저에너지 구성을 찾습니다. Amazon Braket은 D-Wave의 초전도 큐비트를 기반 양자 어닐링 기술에 대한 액세스를 제공합니다.

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