Amazon Braket

Explore e experimente com a computação quântica

O Amazon Braket é um serviço gerenciado que ajuda a começar a usar a computação quântica. O serviço fornece um ambiente de desenvolvimento para explorar e projetar algoritmos quânticos, testá-los em computadores quânticos simulados e executá-los em tecnologias de hardware quântico diferentes à sua escolha.

A computação quântica tem o potencial de resolver problemas computacionais fora do alcance de computadores clássicos, utilizando leis da mecânica quântica para criar ferramentas mais avançadas de processamento de informações. Essa abordagem da computação permite transformar áreas como armazenamento de energia, engenharia química, ciência dos materiais, descoberta de medicamentos, otimização e machine learning. No entanto, definir esses problemas e programar computadores quânticos para resolvê-los exige um novo conjunto de habilidades. Ao mesmo tempo, pode ser caro e trabalhoso obter acesso a hardware de computação quântica para executar algoritmos e otimizar projetos. Como resultado, é difícil avaliar o estado atual da tecnologia e planejar o momento de investir recursos para maximizar seu potencial.

O Amazon Braket ajuda a superar esses desafios oferecendo um serviço que permite que desenvolvedores, pesquisadores e cientistas explorem, avaliem e experimentem a computação quântica. Com o Amazon Braket, você pode projetar seus próprios algoritmos quânticos desde o início ou escolher entre um conjunto de algoritmos predefinidos. Depois que você define o algoritmo, o Amazon Braket oferece um serviço gerenciado de simulação para ajudar a solucionar problemas e verificar sua implementação. Quando estiver pronto, você poderá executar o algoritmo em diferentes computadores quânticos à sua escolha, incluindo computadores supercondutores baseados em portas da Rigetti, computadores supercondutores de recozimento quântico da D-Wave e computadores de armadilha de íons da IonQ. Para facilitar o desenvolvimento de algoritmos híbridos que combinam tarefas clássicas e quânticas, o Amazon Braket ajuda a gerenciar recursos computacionais clássicos e estabelecer conexões de baixa latência com o hardware quântico. Com o Amazon Braket, você pode explorar a computação quântica, avaliar seu potencial e adquirir especialização para o futuro.

Benefícios

Comece a usar rapidamente

O Amazon Braket oferece um único ambiente para projetar, testar e executar algoritmos quânticos, sem necessidade de configurar e gerenciar a infraestrutura, negociar o acesso com vários fornecedores e criar código para integrar ambientes diferentes. O Amazon Braket disponibiliza blocos de anotações Jupyter gerenciados que podem ser usados para explorar possíveis aplicações, visualizar os resultados e otimizar algoritmos quânticos. Você pode escolher entre blocos de anotações com ferramentas de desenvolvedor pré-instaladas, exemplos de algoritmos e tutoriais que permitem começar a usar com facilidade e rapidez.

Experimente com várias tecnologias

O Amazon Braket oferece acesso a diversos tipos de computadores quânticos diferentes, incluindo supercondutores baseados em porta e recozimento quântico, e hardware de armadilha de íons. As ferramentas de desenvolvimento multiplataforma do Amazon Braket oferecem uma experiência consistente para que você não precise aprender vários ambientes de desenvolvimento. além de facilitar o trabalho com diferentes tecnologias de hardware quântico para entender qual implementação física será a mais adequada para suas aplicações.

Execute algoritmos híbridos quânticos e clássicos

O Amazon Braket facilita a execução de algoritmos quânticos híbridos que combinam operações quânticas com otimização e outros processos executados em instâncias computacionais clássicas. Assim, você pode criar sistemas iterativos que ajudam a mitigar o efeito de erros inerentes aos sistemas de computação quântica atuais. O Amazon Braket permite a execução de algoritmos híbridos como tarefas gerenciadas, orquestrando os recursos necessários para maximizar a eficiência e reduzir os custos.

Obtenha ajuda especializada

O Amazon Quantum Solutions Lab é um programa de pesquisa colaborativa para ajudar a acelerar o desenvolvimento de novas aplicações quânticas. O Quantum Solutions Lab conecta você a especialistas em computação quântica da Amazon e seus parceiros de tecnologia e consultoria para ajudar a identificar possíveis utilizações da computação quântica, desenvolver conhecimento interno e colaborar em programas para projetar e testar algoritmos quânticos.

Como funciona

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Saiba mais

O Amazon Braket oferece guias detalhados, tutoriais e uma biblioteca de recursos para ajudar a começar a usar rapidamente a computação quântica.

Projeto

Para projetar algoritmos quânticos, você pode usar blocos de anotações Jupyter gerenciados diretamente do console do Amazon Braket. Os exemplos de blocos de anotações oferecem acesso a ferramentas de desenvolvimento pré-instaladas, exemplos de algoritmos e documentação que permite começar a usar com facilidade.

Teste

Os simuladores executados em hardware clássico podem ser usados para acelerar o desenvolvimento de algoritmos, facilitando a solução de problemas de código e otimizando projetos. O Amazon Braket executa simulações como um serviço gerenciado, configurando automaticamente as instâncias de computação necessárias, executando a simulação, publicando os resultados no Amazon S3 e desativando os recursos após a conclusão.

Execução

Você pode executar um algoritmo quântico na hardware quântico que escolher, pagando apenas pelo tempo de utilização. Se você optar por executar algoritmos quânticos híbridos, o Amazon Braket poderá configurar automaticamente os recursos de computação clássica necessários e gerenciar o fluxo de trabalho entre tarefas clássicas e quânticas.

Análise

Após a conclusão, você será notificado automaticamente e os resultados serão armazenados no Amazon S3. O Amazon Braket publica logs de eventos e métricas de performance, como status de conclusão e tempo de execução, no Amazon CloudWatch.

Aplicativos quânticos

O projeto de aplicativos quânticos úteis exige novas competências e abordagens radicalmente diferentes para a resolução de problemas. O desenvolvimento dessa especialização é demorado e exige o acesso a tecnologias quânticas e a ferramentas de programação. O Amazon Braket ajuda as organizações a começar a explorar o potencial dos computadores quânticos hoje e a se preparar para o futuro.

Simulação de sistemas quânticos

Embora muitos métodos de aproximação tenham sido introduzidos, a simulação de sistemas quânticos em física e química ainda representa um desafio considerável para os computadores clássicos. No entanto, os recursos exclusivos dos computadores quânticos e a capacidade de manipular nativamente os estados mecânicos quânticos cria o potencial para a resolução eficiente de problemas importantes, como a descrição da estrutura eletrônica das moléculas. A simulação de sistemas quânticos será amplamente aplicada, incluindo o projeto de novos materiais e catalisadores, a descoberta de medicamentos e a exploração de supercondutores a alta temperatura.

Otimização

Os problemas de otimização estão presentes em muitos setores, incluindo telecomunicações, logística de cadeia de suprimentos e serviços financeiros. Encontrar a abordagem ideal com base em um conjunto de alternativas pode sobrecarregar os sistemas clássicos à medida que o número de combinações possíveis aumenta a complexidade. A computação quântica pode ser usada para abordar uma grande variedade desses problemas como, por exemplo, no campo da otimização combinatória por meio da aceleração de algoritmos de programação linear e métodos de Monte Carlo. Embora os futuros computadores quânticos corrigidos por erros ofereçam prováveis ganhos de velocidade, os dispositivos disponibilizados no curto prazo podem ser usados para executar algoritmos heurísticos, que já podem oferecer vantagens.

Machine Learning

O machine learning oferece métodos para que os sistemas aprendam com os dados, identifiquem padrões e tomem decisões de forma autônoma. Os computadores quânticos escaláveis corrigidos por erros podem aprimorar muitas ferramentas amplamente utilizadas no machine learning, incluindo sistemas de recomendação e máquinas vetoriais de suporte para classificação. A computação quântica também oferece o potencial de disponibilizar uma classe mais rica de modelos de aprendizagem. Como os conjuntos de dados são normalmente muito grandes, o machine learning quântico terá um impacto limitado no curto prazo. No entanto, as explorações iniciais podem proporcionar insights úteis sobre o uso mais eficaz do futuro hardware quântico para machine learning.

Tecnologias de hardware quântico

Qubits supercondutores baseados em porta

Os qubits supercondutores são criados com circuitos elétricos supercondutores que operam em temperatura criogênica. O Amazon Braket oferece acesso a hardware quântico com base em qubits supercondutores da Rigetti.

Armadilhas de íons baseadas em portas

Computadores quânticos de íons aprisionados implementam qubits usando estados eletrônicos de átomos carregados denominados íons. Os íons são confinados e suspensos no espaço livre usando campos eletromagnéticos. O Amazon Braket oferece acesso a computadores quânticos de armadilha de íons da IonQ.

Recozimento quântico, qubits supercondutores

O recozimento quântico usa um processo físico para encontrar uma configuração de baixa energia que codifica a solução de um problema de otimização. O Amazon Braket oferece acesso a computadores quânticos que usam tecnologia de recozimento quântico baseada em qubits supercondutores da D-Wave.

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