Amazon Braket

Исследования и эксперименты в области квантовых вычислений

Amazon Braket представляет собой полностью управляемую службу, которая поможет вам начать работу с квантовыми вычислениями, предоставляя среду разработки для исследования и проектирования квантовых алгоритмов, тестирования их на симуляции квантовых компьютеров и выполнения на любом из реальных вариантов квантового оборудования.

Квантовые вычисления в перспективе способны решить такие вычислительные задачи, которые выходят за рамки возможностей классических компьютеров, благодаря использованию законов квантовой механики для создания более мощных средств обработки информации. Такой подход к вычислениям способен преобразовать такие отрасли, как хранение энергии, химическое производство, материаловедение, исследования лекарственных средств, оптимизация и машинное обучение. Для того, чтобы сформулировать такие задачи и создать квантовые программы для их решения, нужны совершенно новые навыки. В то же время доступ к оборудованию для квантовых вычислений, на котором можно выполнять и оптимизировать алгоритмы, требует значительных затрат и не очень удобен. Все это мешает оценить текущее состояние технологии и правильно спланировать инвестиции ресурсов, позволяющие добиться максимальной отдачи.

Amazon Braket помогает преодолеть эти трудности, предоставляя сервис для разработчиков, исследователей и ученых, где они смогут изучать, оценивать и проводить эксперименты с квантовыми вычислениями. Amazon Braket позволяет разработать собственные квантовые алгоритмы с нуля или выбрать любой из уже готовых алгоритмов. Когда вы составите нужный алгоритм, полностью управляемая среда симуляции в Amazon Braket поможет вам отладить его и проверить в работе. Когда все будет готово, вы сможете выполнить этот алгоритм на выбранном квантовом оборудовании, куда входят сверхпроводящие устройства на основе вентилей Rigetti, сверхпроводящие устройства по технологии квантового отжига D-Wave и устройства на ионных ловушках IonQ. Чтобы упростить разработку гибридных алгоритмов, которые сочетают классические и квантовые задачи, Amazon Braket поддерживает управление классическими вычислительными ресурсами и быстрое подключение к квантовому оборудованию. Amazon Braket позволит вам изучить квантовые вычисления, оценить их потенциал и создать навыки, которые пригодятся в будущем.

Преимущества

Быстрое начало работы

Amazon Braket предоставляет единую среду для проектирования, тестирования и выполнения квантовых алгоритмов, избавляя вас от создания специальной инфраструктуры и управления ею, обсуждения вопросов доступа с несколькими поставщиками и разработки кода для интеграции нескольких разных сред. Amazon Braket предоставляет полностью управляемые блокноты Jupyter, на основе которых вы сможете изучать возможности приложений, визуализировать результаты и оптимизировать квантовые алгоритмы. Вы можете выбрать любой из готовых блокнотов с предустановленными средствами разработки, примерами алгоритмов и учебными материалами, которые помогут быстро приступить к работе.

Эксперименты с несколькими технологиями

Amazon Braket предоставляет доступ к разным типам квантовых компьютеров, в число которых входят сверхпроводящие устройства на основе вентилей, сверхпроводящие устройства по технологии квантового отжига и устройства на ионных ловушках. Кросс-платформенные средства разработки Amazon Braket обеспечат вам единообразие при взаимодействии с разными средами, избавляя от необходимости изучать каждую из них отдельно, а также упростят работу с разными технологиями квантового оборудования, что поможет оценить и выбрать оптимальную для ваших задач физическую реализацию.

Выполнение гибридных квантово-классических алгоритмов

Amazon Braket позволяет без проблем выполнять гибридные квантово-классические алгоритмы, в которых квантовые операции сочетаются с процессами оптимизации и другими процессами, которые выполняются на традиционных вычислительных инстансах. Это позволяет создать системы итеративного выполнения, снижающие зависимость от ошибок, которые пока свойственны всем квантовым вычислительным системам. Amazon Braket поддерживает выполнение гибридных алгоритмов в формате полностью управляемых задач, оркестрируя необходимые ресурсы для увеличения эффективности и снижения затрат.

Получение помощи специалиста

Amazon Quantum Solutions Lab представляет собой программу совместных исследований, которая позволит вам ускорить создание новых квантовых приложений. Quantum Solutions Lab предоставит вам доступ к экспертам Amazon по квантовым вычислениям, а также к технологическим и консультационным партнерам, которые помогут вам разобраться в потенциале применения квантовых вычислений, развить навыки своих сотрудников и поучаствовать в разработке программ создания и тестирования квантовых алгоритмов.

Принцип работы сервиса

Product-Page-Diagram_Qx

Подробнее

Amazon Braket предоставляет библиотеку пошаговых руководств, учебников и других ресурсов, которые помогут вам быстро начать работу с квантовыми вычислениями.

Проектирование

Для разработки квантовых алгоритмов вы можете применить полностью управляемые блокноты Jupyter, выполняя их прямо на консоли Amazon Braket. Эти примеры блокнотов предоставляют доступ к предустановленным средствам разработки, примерам алгоритмов и документации, которые позволят быстро начать работу.

Тестирование

Симуляторы, выполняемые на классическом оборудовании, позволят ускорить разработку алгоритмов, отладку кода и оптимизацию архитектур. Amazon Braket выполняет симуляции в полностью управляемом сервисе. Сервис автоматически настраивает нужное количество вычислительных инстансов, запускает на них симуляции, публикует результаты в Amazon S3 и отключает эти ресурсы по завершении работы.

Запуск

Вы можете выполнять свои квантовые алгоритмы на нескольких типах квантового оборудования, оплачивая только время использования этого оборудования. Если вы предпочитаете гибридные квантовые алгоритмы, Amazon Braket может автоматически настроить для вас необходимые вычислительные ресурсы и управлять всем рабочим процессом, который включает классические и квантовые задания.

Анализ

После завершения вы автоматически получите уведомление, а результаты будут сохранены в Amazon S3. Amazon Braket публикует в Amazon CloudWatch журналы событий и метрики производительности, например состояние завершения и время выполнения.

Квантовые приложения

Разработка практически применимых квантовых алгоритмов требует новых навыков и потенциально совершенно нового подхода к решению проблем. Создание таких навыков потребует времени и доступа к квантовым технологиям и средствам программирования. Amazon Braket поможет организациям уже сегодня начать изучение потенциала квантовых вычислений и подготовиться к будущему.

Симуляция квантовых систем

Несмотря на появление множества методов аппроксимации, симуляция квантовых систем в физике и химии по-прежнему представляет существенную сложность для классических компьютеров. Но уникальные возможности квантовых вычислений и способность естественным образом управлять механическими квантовыми состояниями в перспективе позволит эффективно решать многие важные проблемы, такие как описание электронной структуры молекул. Симуляция квантовых систем найдет множество применений в широком круге отраслей, включая разработку новых материалов и катализаторов, исследования лекарственных препаратов, изучение высокотемпературных сверхпроводников.

Оптимизация

Задачи оптимизации повсеместно встречаются во множестве отраслей, таких как телекоммуникации, логистика цепи поставок и финансовые сервисы. Поиск оптимального подхода по набору альтернативных вариантов может быстро превысить возможности любой классической системы, так как сложность быстро растет с увеличением количества возможных комбинаций. Квантовые вычисления позволят решить многие из этих задач, например комбинаторные оптимизации, ускоряя работу линейных алгоритмов программирования и методов Монте-Карло. По мере улучшения технологий коррекции ошибок квантовые компьютеры смогут повысить скорость работы, но уже в ближайшем времени станут доступны устройства, которые будут более эффективны в выполнении эвристических алгоритмов.

Machine Learning

Машинное обучение предоставляет методы, позволяющие вычислительным системам анализировать данные, выявлять зависимости и принимать решения в автономном режиме. Масштабируемые квантовые компьютеры с коррекцией ошибок смогут улучшить многие из широко применяемых в машинном обучении инструментов, в том числе системы рекомендаций и метод опорных векторов для классификации. Кроме того, квантовые вычисления могут предоставить целые классы новых моделей обучения. Поскольку обычно используются очень большие наборы данных, в ближайшей перспективе полезность квантового машинного обучения будет довольно ограниченной. Но даже ранние наработки могут дать полезную информацию о перспективах будущего квантового оборудования и повышении его эффективности в машинном обучении.

Аппаратные квантовые технологии

Сверхпроводящие кубиты на основе вентилей

Сверхпроводящие кубиты создаются из сверхпроводящих электрических контуров, которые работают при сверхнизких температурах. Amazon Braket предоставляет доступ к оборудованию на сверхпроводящих кубитах, которое разработано компанией Rigetti.

Ионные ловушки на основе вентилей

Компьютеры на захваченных ионах реализуют физические кубиты в виде электронных состояний электрически заряженных атомов (ионов). Эти ионы подвешены в пространстве и удерживаются электромагнитными полями. Amazon Braket предоставляет доступ к квантовым компьютерам с ионными ловушками, разработанным компанией IonQ.

Сверхпроводящие кубиты по технологии квантового отжига

Квантовый отжиг использует физический процесс для поиска конфигурации с минимальным значением энергии, которая обозначает решение задачи оптимизации. Amazon Braket предоставляет доступ к квантовым компьютерам, в которых используется технология квантового отжига на основе сверхпроводящих кубитов, разработанным компанией D-Wave.

Product-Page_Standard-Icons_01_Product-Features_SqInk
Узнать о возможностях продукта

Подробнее об Amazon Braket

Подробнее 
Product-Page_Standard-Icons_02_Sign-Up_SqInk
Зарегистрировать бесплатный аккаунт

Получите мгновенный доступ к уровню бесплатного пользования AWS. 

Регистрация 
Product-Page_Standard-Icons_03_Start-Building_SqInk
Регистрация для доступа в ознакомительном режиме

Чтобы начать работу, зарегистрируйтесь для доступа в ознакомительном режиме

Регистрация