Geral

P: O que é o Amazon Braket?

Amazon Braket é um serviço totalmente gerenciado que o auxilia a começar a usar a computação quântica.

P: O que posso fazer com o Amazon Braket?

Com o Amazon Braket, você pode aprender a programar computadores quânticos e a explorar aplicativos potenciais. É possível projetar seus próprios algoritmos quânticos desde o início ou escolher em um conjunto de algoritmos predefinidos. O Amazon Braket fornece simuladores de circuito totalmente gerenciados que permitem a execução de seus algoritmos na infraestrutura clássica de Computação de Alta Performance (HPC) para validar e testar sua implementação. Quando estiver pronto, você pode executar seu algoritmo em diferentes computadores quânticos de sua preferência ou em Quantum Processing Units (QPUs – Unidades de processamento quântico) de nossos fornecedores de hardware.

P: Como funciona a integração do Amazon Braket com outros produtos da AWS?

O Amazon Braket fornece integrações com Amazon CloudWatch, Amazon EventBridge, AWS Identity and Access Management (IAM) e AWS CloudTrail para monitoramento, processamento com base em eventos, gerenciamento de acesso de usuário e logs. Seus resultados de simulação e computação quântica serão armazenados no Amazon S3 em sua conta.

P: Por que nossa empresa deve pensar em computação quântica atualmente?

A computação quântica é uma tecnologia em estágio inicial, mas seu impacto em longo prazo promete ser transformador para muitos setores. O desenvolvimento de algoritmos quânticos e a criação de aplicativos quânticos úteis exige novas habilidades e abordagens radicalmente diferentes. O desenvolvimento dessa especialização é demorado e exige o acesso a tecnologias quânticas e a ferramentas de programação. O Amazon Braket e o Amazon Quantum Solutions Lab ajudam as organizações a avaliar o estado das tecnologias atuais, identificar como elas podem afetar seus negócios e se preparar para o futuro.

Q: Por que o serviço tem o nome “Braket”?

Nomeamos nosso serviço com base na notação bra-ket, uma notação padrão na mecânica quântica. Ele foi introduzido por Paul Dirac em 1939 para descrever o estado dos sistemas quânticos e também é conhecido como notação de Dirac.

Ferramentas do desenvolvedor

P: O que é o SDK do Amazon Braket?

O Kit de desenvolvimento de software (SDK) do Amazon Braket é uma estrutura de desenvolvedor de tecnologia independente que permite desenvolver algoritmos quânticos e executá-los em diferentes hardwares e simuladores de computação quântica. O SDK auxilia no rastreamento e monitoramento de tarefas quânticas enviadas ao Amazon Braket e na avaliação dos resultados.

P: Como acesso o SDK do Amazon Braket?

O Amazon Braket fornece blocos de anotações Jupyter totalmente gerenciados que vêm pré-instalados com o SDK do Amazon Braket e tutoriais de exemplo que o ajudam a começar a usar rapidamente. O Amazon Braket SDK tem código aberto para que você possa usar o Amazon Braket em qualquer ambiente de desenvolvimento integrado (IDE) local de sua preferência.

P: O SDK do Amazon Braket suporta otimização?

Sim. O Amazon Braket fornece um plugin que permite programar nativamente na estrutura de programação D-Wave do Ocean para otimização. Como alternativa, você pode programar diretamente no SDK do Amazon Braket. Para começar a usar, acesse a documentação de serviço

P: O que é o PennyLane?

O PennyLane é uma biblioteca de software de código aberto para computação quântica variacional, um paradigma que utiliza algoritmos quânticos/clássicos híbridos para encontrar iterativamente as soluções para problemas computacionais em várias áreas, como química, otimização e machine learning. Desenvolvido com base no conceito de programação quanticamente diferenciável, o PennyLane permite que você treine circuitos quânticos da mesma maneira que treinaria redes neurais. Ele oferece interfaces para bibliotecas populares de machine learning, inclusive PyTorch e TensorFlow, para tornar fácil e intuitivo o treinamento de seus algoritmos quânticos. Saiba mais sobre o PennyLane acessando https://pennylane.ai e lendo nosso guia do desenvolvedor aqui.

P: Por que devo usar o PennyLane no Amazon Braket?

As aplicações de computação quântica em curto prazo nas áreas de química, otimização e machine learning baseiam-se em algoritmos quânticos variacionais que utilizam processamento iterativo entre computadores clássicos e quânticos. O PennyLane torna mais fácil começar a usar e criar algoritmos quânticos variacionais no Amazon Braket. Ele permite que você use ferramentas populares do machine learning para criar e treinar seus algoritmos, além da qchem, sua biblioteca de química, com a qual é possível correlacionar um problema de química computacional a uma formulação de computação quântica com poucas linhas de código.

O Amazon Braket ajuda você a inovar mais rapidamente com o PennyLane. Ao testar e ajustar os detalhes de seus algoritmos, nossos simuladores totalmente gerenciados e de alta performance aceleram o treinamento em dez vezes ou mais em comparação à simulação de seus algoritmos localmente.

P: Como acesso o PennyLane?

Os blocos de notas do Amazon Braket vêm previamente configurados com o PennyLane e nossos blocos de anotações de tutorial ajudam você a começar mais rapidamente. Como alternativa, é possível instalar o plug-in Amazon Braket PennyLane para qualquer IDE de sua preferência. O plug-in tem o código aberto e está disponível para download aqui. A documentação do PennyLane está disponível em https://pennylane.ai.  

Simuladores

P: Por que devo simular meu algoritmo?

Simuladores de circuito quântico funcionam em computadores clássicos. Com simuladores, é possível testar seus algoritmos quânticos a um custo menor do que usar hardware quântico e sem precisar esperar para acessar máquinas quânticas específicas. A simulação é uma forma conveniente de depurar rapidamente circuitos quânticos e solucionar problemas e otimizar algoritmos antes de prosseguir para executá-los no hardware quântico. A simulação clássica também é essencial para verificar os resultados do hardware de computação quântica de curto prazo e estudar os efeitos do ruído.

P: Quais simuladores o Amazon Braket oferece?

O Amazon Braket oferece diferentes maneiras de simular seus algoritmos quânticos e você pode escolher a abordagem mais adequada aos seus requisitos. Para a validação rápida de projetos de circuito, você pode executar simulações em pequena escala diretamente em seu ambiente local ou um bloco de anotações Jupyter usando o SDK do Amazon Braket. Para circuitos quânticos maiores e mais complexos, o Amazon Braket oferece dois simuladores totalmente gerenciados com infraestrutura de computação de alta performance. Dependendo do seu caso de uso, você pode usar o SV1, um simulador de vetor de estado, ou o TN1, um simulador de rede tensora.

P: É necessário escolher um tipo de instância para executar uma simulação?

Não, caso esteja usando um simulador gerenciado do Amazon Braket. Os simuladores totalmente gerenciados, SV1 e TN1, eliminam a carga de gerenciar a pilha de software e infraestrutura para simular grandes circuitos. O Amazon Braket determina automaticamente o tipo de instância de computação ideal para sua simulação e gerencia esses recursos em seu nome. Caso esteja executando o simulador local no SDK em seu bloco de anotações gerenciado no Amazon Braket, ele será executado na instância Amazon que você já especificou para seu bloco de anotações.

P: Como escolho entre os dois simuladores gerenciados no Amazon Braket, SV1 e TN1?

O simulador de vetor de estado do Amazon Braket (SV1) fornece execução previsível e alta performance para circuitos universais de até 34 qubits. Com o simulador de rede tensora do Amazon Braket (TN1), você pode simular circuitos com até 50 qubits. O TN1 é especialmente poderoso para circuitos dispersos, circuitos com portas locais e outros circuitos com estrutura inerente. Por outro lado, muitas vezes circuitos de outros tipos (p. ex., circuitos com conectividade all-to-all) são mais adequados ao SV1.

Para saber mais sobre as classes de circuito adequadas ao TN1, acesse nossos blocos de anotações de tutorial.

P: Como sei se posso executar um circuito no simulador de rede tensora do Amazon Braket (TN1)?

Desde que seu circuito esteja dentro do número de qubits e dos limites de profundidade do circuito descritos aqui, o TN1 tentará simulá-lo. No entanto, ao contrário do SV1, não é possível fornecer uma estimativa precisa do tempo de execução exclusivamente com base no número de qubits e na profundidade do circuito. Durante a “fase de ensaio”, o TN1 primeiramente tentará identificar um caminho computacional eficiente para seu circuito, e estimar o tempo de execução da próxima etapa, a “fase de contração”. Se o tempo previsto de contração ultrapassar o limite do TN1, ele não tentará realizar a contração e você paga apenas pelo tempo gasto na fase de ensaio. Para mais informações, acesse a documentação técnica.

P: Preciso programar ou projetar algoritmos de maneira diferente para usar um simulador?

Não. Com o Amazon Braket, você pode direcionar o mesmo circuito quântico para execução em qualquer simulador e hardware quântico baseado em portas disponível no serviço alterando apenas algumas linhas de código.

P: Vocês oferecem simuladores para problemas de anelamento?

No AWS Marketplace, é possível encontrar ofertas que usam abordagens clássicas de última geração para problemas de otimização de combinação, comoMeta Analytics e a Toshiba SBM.

Computadores quânticos

P: Como acesso os computadores quânticos com o Amazon Braket?

Executar seu projeto de circuito ou problema recorrente em uma unidade de processamento quântico real (QPU) é fácil. Depois de criar seu circuito ou gráfico de problema no SDK do Amazon Braket, você pode enviar sua tarefa de um bloco de anotações gerenciado do Jupyter ou de qualquer IDE de sua escolha, como o PyCharm.

P: Qual a diferença entre executar uma tarefa em uma QPU e em um simulador?

As etapas para executar uma tarefa quântica em uma QPU são iguais às etapas para execução em um simulador, basta escolher o back-end (ou dispositivo) ao fazer chamadas de API no SDK do Amazon Braket. Ambas são operações de computação para as quais você pode solicitar back-ends (ou dispositivos) diferentes por meio de chamadas de API no SDK do Amazon Braket. A escolha do dispositivo inclui os vários simuladores e computadores quânticos disponibilizados pelo serviço. Alternar de um dispositivo para outro é tão fácil quanto alterar uma única linha de código. Apesar disso, os simuladores sempre estão disponíveis, enquanto os recursos de QPU podem exigir tempo de espera.

P: Como faço para escolher os computadores quânticos a serem usados?

Alguns tipos de computadores quânticos são adequados principalmente para resolver conjuntos específicos de problemas. Por exemplo, os otimizadores quânticos são normalmente usados para resolver problemas de otimização combinatória, enquanto os computadores quânticos universais podem ser usados para resolver muitos tipos de problemas. Há muitos fatores que determinam que tipo de máquina será o mais adequado, como número de qubits, fidelidade dos qubits (taxa de erro), conectividade dos qubits, tempo de coerência e custo. Especificações completas dos computadores quânticos são fornecidas noconsole do Amazon Braket.

P: Para quais computadores quânticos o Amazon Braket oferece suporte?

Clique aqui para saber mais sobre os fornecedores de hardware do Amazon Braket.

P: As minhas tarefas quânticas começam a ser executadas imediatamente em um QPU ou é necessário esperar?

A computação quântica é uma tecnologia em desenvolvimento e os computadores quânticos continuam sendo um recurso escasso. Diferentes tipos de computadores quânticos possuem diferentes características operacionais e níveis de disponibilidade e, portanto, processam tarefas em taxas diferentes. Se o QPU selecionado estiver on-line e não estiver sendo usado, sua tarefa será processada imediatamente, caso contrário, será colocada na fila. Conforme o QPU se torna disponível, as tarefas na fila são processadas na ordem em que foram recebidas. Para notificá-lo quando sua tarefa for concluída, o Amazon Braket envia eventos de alteração de status para o Amazon EventBridge. Você pode criar uma regra no EventBridge para especificar uma ação a ser executada, como usar o Amazon Simple Notification Service (SNS), que pode enviar alertas para você por SMS, ou outros métodos, como e-mail, HTTPs, AWS Lambda ou Amazon SQS.

Definição de preço

P: Como sou cobrado por usar o Amazon Braket?

Com o AWS Bracket, não há pagamentos adiantados e você paga apenas pelos recursos da AWS que utiliza. Você será cobrado separadamente por cada recurso do Amazon Braket, incluindo acesso a hardware de computação quântica e simuladores gerenciados. Você também será cobrado separadamente pelos serviços da AWS fornecidos por meio do Amazon Braket, como blocos de anotações gerenciados pelo Amazon Braket. Acesse a página de definição de preços para saber mais sobre definição de preços.

P: Como acompanho o uso e os gastos do Amazon Braket em diferentes projetos?

R: Você pode usar tags para organizar seus recursos da AWS em agrupamentos lógicos que façam sentido para sua equipe ou negócio, como centro de custos, departamento ou projeto. No Amazon Braket, você pode aplicar tags às tarefas quânticas que criar. Depois de criar e aplicar tags definidas pelo usuário, você pode ativá-las para acompanhamento de alocações de custos no painel de faturamento e gerenciamento de custos da AWS. A AWS usa as tags para categorizar seus custos e entregar a você um relatório de alocação de custos para que você possa acompanhar seus custos da AWS. Seu relatório de alocação de custos exibe as chaves de tag como colunas adicionais com os valores aplicáveis para cada linha, de modo que seja mais fácil acompanhar seus custos se você usar um conjunto de chaves de tags consistente.

Segurança

P: Meus dados saem do ambiente da AWS quando estou usando os serviços do Amazon Braket?

Sim, QPUs no Amazon Braket são hospedados por nossos fornecedores terceirizados de hardware quântico. Se você usar o Amazon Braket para acessar computadores quânticos, seu circuito ou problema de otimização e metadados associados serão enviados e processados pelos provedores de hardware fora das instalações operadas pela AWS. Seu conteúdo fica anônimo para que apenas o conteúdo necessário para processar a tarefa quântica seja enviado para os fornecedores de hardware quântico. As informações da conta da AWS não são transmitidas a eles. Todos os dados são criptografados em repouso e em trânsito e são descriptografados somente para processamento. Além disso, os fornecedores de hardware da Amazon Braket não têm permissão para armazenar ou usar seu conteúdo para outros fins que não seja o processamento de sua tarefa. Depois que o circuito for concluído, os resultados serão retornados ao Amazon Braket e armazenados em seu bucket do Amazon S3. A segurança dos fornecedores terceirizados de hardware quântico da Amazon Braket é auditada periodicamente para garantir que os padrões de segurança de rede, controle de acesso, proteção de dados e segurança física sejam atendidos.

P: Onde serão armazenados meus resultados?

Seus resultados serão armazenados no Amazon S3. Além de fornecer os resultados da execução, o Amazon Braket também publica logs de eventos e métricas de performance, como status de conclusão e tempo de execução, no Amazon CloudWatch.

P: Posso usar o Amazon Braket em meu Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC)?

O Amazon Braket é integrado ao AWS PrivateLink, permitindo que você acesse o Amazon Braket diretamente no Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC) sem precisar que o tráfego passe pela Internet. Isso reduz a exposição a ameaças de ataques baseados na Internet e o risco de vazamento de dados confidenciais.

Laboratório de soluções quânticas

P: O que é Laboratório de soluções quânticas (QSL)?

O Amazon Quantum Solutions Lab é um programa de pesquisa colaborativa e serviços profissionais com especialistas em computação quântica que podem ajudar você a explorar a computação quântica de modo mais eficaz e a trabalhar para superar os desfios que surgem com essa tecnologia embrionária. Acesse a página do Quantum Solutions Lab para começar.

P: Como contrato o QSL?

Você pode solicitar informações sobre envolvimento com o QSL e nossos parceiros enviando este formulário e trabalhando com seu gerente de conta da AWS.

P: Qual é o custo de um envolvimento com o QSL?

O custo do envolvimento com o QSL varia dependendo da duração e da natureza de suas necessidades. Consulte o gerente da sua conta para obter mais detalhes.

P: Qual é a duração comum de um envolvimento com o QSL?

Os envolvimentos com o Laboratório de soluções quânticas geralmente duram de 6 a 12 meses.

P: Preciso ir até o laboratório para participar?

Todo o processo pode ser feito remotamente, se necessário, o que é provável durante a atual pandemia. No entanto, normalmente nos encontramos pessoalmente para dar início aos envolvimentos e determinar uma cadência de trabalho. Depois disso, visitaremos seu site, conforme necessário, e teremos pontos de verificação regulares usando videoconferência, enquanto colaboramos remotamente de forma regular.

Centro da AWS para computação quântica

P: O que é Centro da AWS para computação quântica?

O AWS Center for Quantum Computing é um programa de pesquisa que reúne pesquisadores e engenheiros da Amazon e de instituições acadêmicas que são líderes na área de computação quântica. Juntos, eles colaboram em aplicações de curto prazo, esquemas de correção de erros, arquiteturas de hardware e modelos de programação para explorar o desenvolvimento de tecnologias quânticas. Estabelecemos o AWS Center for Quantum Computing no campus do California Institute of Technology (Caltech). Hoje, o Centro colabora com pesquisadores da Caltech, da Stanford University, da Harvard University, do Massachusetts Institute of Technology e da University of Chicago por meio do programa Amazon Scholars.


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