Amazon Braket

Khám phá và thử nghiệm với điện toán lượng tử

Amazon Braket là dịch vụ được quản lý toàn phần giúp bạn bắt đầu với điện toán lượng tử bằng cách cung cấp môi trường phát triển để khám phá và thiết kế các thuật toán lượng tử, kiểm thử trên các máy tính lượng tử mô phỏng và chạy các thuật toán này trên các công nghệ phần cứng lượng tử khác nhau do bạn lựa chọn.

Điện toán lượng tử có thể giải quyết các vấn đề về điện toán nằm ngoài khả năng của máy tính cổ điển bằng cách khai thác các định luật cơ học lượng tử giúp xây dựng các công cụ mạnh hơn để xử lý thông tin. Cách tiếp cận điện toán này có khả năng biến đổi các lĩnh vực như lưu trữ năng lượng, kỹ thuật hóa học, khoa học vật liệu, khám phá thuốc, tối ưu hóa và machine learning. Nhưng việc xác định và lập trình máy tính lượng tử để giải quyết những vấn đề đó đòi hỏi một tập hợp kỹ năng mới. Đồng thời, việc truy cập vào phần cứng điện toán lượng tử để chạy các thuật toán và tối ưu hóa các thiết kế của bạn có thể tốn kém và bất tiện. Điều này đã gây khó khăn cho việc đánh giá hiện trạng của công nghệ và lập kế hoạch về thời điểm nên đầu tư nguồn lực để tối đa hóa tiềm năng của phương pháp.

Amazon Braket giúp bạn vượt qua những thách thức này bằng cách cung cấp một dịch vụ cho phép các nhà phát triển, nhà nghiên cứu và nhà khoa học khám phá, đánh giá và thử nghiệm với điện toán lượng tử. Amazon Braket cho phép bạn thiết kế thuật toán lượng tử của riêng mình từ đầu hoặc chọn từ một bộ các thuật toán dựng sẵn. Sau khi bạn xác định thuật toán của mình, Amazon Braket sẽ cung cấp dịch vụ mô phỏng được quản lý toàn phần để giúp khắc phục sự cố và xác minh việc triển khai của bạn. Khi đã sẵn sàng, bạn có thể chạy thuật toán trên các máy tính lượng tử khác nhau do bạn lựa chọn, bao gồm máy tính siêu dẫn dựa trên cổng từ Rigetti, máy tính siêu dẫn ủ lượng tử từ D-Wave và máy tính bẫy ion từ IonQ. Để dễ dàng hơn trong việc phát triển các thuật toán lai kết hợp các tác vụ cổ điển và lượng tử, Amazon Braket giúp quản lý các tài nguyên điện toán cổ điển và thiết lập các kết nối có độ trễ thấp đến phần cứng lượng tử. Với Amazon Braket, bạn có thể khám phá điện toán lượng tử, đánh giá tiềm năng của phương pháp cũng như bồi đắp chuyên môn cho tương lai.

Lợi ích

Bắt đầu nhanh chóng

Amazon Braket cung cấp một môi trường duy nhất để thiết kế, kiểm thử và chạy các thuật toán lượng tử mà không cần thiết lập và quản lý cơ sở hạ tầng, đàm phán quyền truy cập với nhiều nhà cung cấp cũng như viết mã để tích hợp các môi trường khác nhau. Amazon Braket cung cấp sổ ghi chép Jupyter được quản lý toàn phần mà bạn có thể sử dụng để khám phá các ứng dụng khả dĩ, trực quan hóa kết quả và tối ưu hóa các thuật toán lượng tử. Bạn có thể chọn từ các sổ ghi chép đi kèm công cụ cài đặt sẵn dành cho nhà phát triển, thuật toán mẫu và hướng dẫn để nhanh chóng bắt đầu một cách dễ dàng.

Thử nghiệm với nhiều công nghệ

Amazon Braket cho phép bạn truy cập nhiều loại máy tính lượng tử khác nhau, bao gồm các máy tính siêu dẫn ủ lượng tử và dựa trên cổng cũng như phần cứng bẫy ion. Các công cụ dành cho nhà phát triển đa nền tảng của Amazon Braket cung cấp một trải nghiệm nhất quán nên bạn không cần phải tìm hiểu nhiều môi trường phát triển và giúp bạn dễ dàng làm việc với các công nghệ phần cứng lượng tử khác nhau để hiểu được cách triển khai vật lý phù hợp nhất cho ứng dụng của mình.

Chạy các thuật toán cổ điển và lượng tử lai

Amazon Braket giúp bạn dễ dàng chạy các thuật toán lượng tử lai kết hợp các hoạt động lượng tử với tối ưu hóa và các quy trình khác đang chạy trên các phiên bản điện toán cổ điển. Việc này cho phép bạn tạo ra các hệ thống lặp giúp giảm thiểu ảnh hưởng của các lỗi vốn có trong các hệ thống điện toán lượng tử hiện nay. Amazon Braket hỗ trợ thực hiện các thuật toán lai dưới dạng các tác vụ được quản lý toàn phần, điều phối các tài nguyên cần thiết để tối đa hóa hiệu quả và giảm bớt chi phí.

Nhận trợ giúp từ chuyên gia

Amazon Quantum Solutions Lab là một chương trình nghiên cứu hợp tác giúp bạn tăng tốc việc phát triển các ứng dụng lượng tử mới. Quantum Solutions Lab kết nối bạn với các chuyên gia điện toán lượng tử cùng các đối tác tư vấn và công nghệ của Amazon để giúp bạn xác định các ứng dụng tiềm năng của điện toán lượng tử, bồi đắp chuyên môn nội bộ và hợp tác trên các chương trình để thiết kế và kiểm thử thuật toán lượng tử.

Cách thức hoạt động

Product-Page-Diagram_Qx

Tìm hiểu

Amazon Braket cung cấp chỉ dẫn từng bước, hướng dẫn và thư viện tài nguyên để giúp bạn nhanh chóng bắt đầu với điện toán lượng tử.

Thiết kế

Để thiết kế các thuật toán lượng tử, bạn có thể sử dụng sổ ghi chép Jupyter được quản lý toàn phần trực tiếp từ bảng điều khiển Amazon Braket. Sổ ghi chép mẫu cung cấp cho bạn quyền truy cập vào các công cụ cài đặt sẵn dành cho nhà phát triển, chẳng hạn như các thuật toán, và tài liệu giúp bạn dễ dàng bắt đầu.

Kiểm thử

Trình giả lập chạy trên phần cứng cổ điển có thể được sử dụng để tăng tốc phát triển thuật toán nhờ khả năng dễ dàng khắc phục sự cố mã và tối ưu hóa thiết kế. Amazon Braket chạy mô phỏng dưới dạng dịch vụ được quản lý toàn phần, tự động thiết lập các phiên bản điện toán cần thiết, chạy mô phỏng, phát hành kết quả lên Amazon S3 và tắt tài nguyên khi hoàn tất.

Chạy

Bạn có thể thực thi thuật toán lượng tử của mình trên phần cứng lượng tử do bạn lựa chọn và chỉ phải trả tiền cho thời gian bạn sử dụng. Nếu bạn chọn chạy các thuật toán lượng tử lai, Amazon Braket có thể tự động thiết lập các tài nguyên điện toán cổ điển cần thiết và quản lý dòng công việc giữa các tác vụ cổ điển và lượng tử.

Phân tích

Sau khi hoàn thành, bạn sẽ nhận được thông báo tự động và kết quả của bạn sẽ được lưu trữ trong Amazon S3. Amazon Braket phát hành nhật ký sự kiện và chỉ số hiệu năng như trạng thái hoàn thành và thời gian thực thi lên Amazon CloudWatch.

Ứng dụng lượng tử

Việc thiết kế các ứng dụng lượng tử hữu ích đòi hỏi những kỹ năng mới cũng như các cách tiếp cận khác biệt triệt để tiềm năng về giải quyết vấn đề. Quá trình bồi đắp chuyên môn này sẽ tốn thời gian và yêu cầu quyền truy cập vào các công nghệ lượng tử cũng như các công cụ lập trình. Amazon Braket giúp các tổ chức bắt đầu khám phá tiềm năng của máy tính lượng tử ngay hôm nay và chuẩn bị sẵn sàng cho tương lai.

Mô phỏng hệ thống lượng tử

Mặc dù nhiều phương pháp ước lượng đã được đưa ra, việc mô phỏng các hệ thống lượng tử trong vật lý và hóa học vẫn là một thách thức đáng kể cho các máy tính cổ điển. Tuy nhiên, các tính năng độc đáo của máy tính lượng tử và khả năng điều khiển tự nhiên các trạng thái cơ học lượng tử đã tạo ra tiềm năng trong việc giải quyết hiệu quả các vấn đề quan trọng như mô tả cấu trúc điện tử của các phân tử. Hoạt động mô phỏng các hệ thống lượng tử sẽ có những ứng dụng rộng rãi bao gồm thiết kế các vật liệu và chất xúc tác mới, khám phá thuốc và chất siêu dẫn ở nhiệt độ cao.

Tối ưu hóa

Các vấn đề tối ưu hóa có mặt khắp nơi trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm viễn thông, kho vận chuỗi cung ứng và dịch vụ tài chính. Việc tìm được cách tiếp cận tối ưu từ một tập hợp các lựa chọn thay thế có thể là quá sức đối với các hệ thống cổ điển vì số lượng khả năng kết hợp khiến sự phức tạp gia tăng. Điện toán lượng tử có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề đa dạng này, ví dụ như trong lĩnh vực tối ưu hóa tổ hợp bằng cách tăng tốc các thuật toán lập trình tuyến tính và phương pháp Monte Carlo. Trong khi các máy tính lượng tử được sửa lỗi trong tương lai có khả năng tăng tốc có thể kiểm chứng, các thiết bị ngắn hạn có thể được sử dụng để chạy các thuật toán heuristic vốn đã mang lại lợi thế.

Machine Learning

Machine learning cung cấp các phương pháp để hệ thống học từ dữ liệu, xác định các mẫu và tự đưa ra quyết định. Các máy tính lượng tử được sửa lỗi với quy mô linh hoạt có thể cải thiện nhiều công cụ được sử dụng phổ biến trong machine learning bao gồm các hệ thống đề xuất và các máy vectơ hỗ trợ để phân loại. Điện toán lượng tử cũng có tiềm năng cung cấp một lớp mô hình học hỏi phong phú hơn. Do các tập dữ liệu thường rất lớn nên machine learning lượng tử sẽ có tác động hạn chế trong ngắn hạn. Tuy nhiên, những khám phá ban đầu có thể cung cấp thông tin chuyên sâu hữu ích về việc sử dụng phần cứng lượng tử trong tương lai một cách hiệu quả hơn đối với machine learning.

Công nghệ phần cứng lượng tử

Qubit siêu dẫn, dựa trên cổng

Qubit siêu dẫn được chế tạo bằng các mạch điện siêu dẫn hoạt động ở nhiệt độ đông lạnh. Amazon Braket cung cấp quyền truy cập vào phần cứng lượng tử dựa trên các qubit siêu dẫn từ Rigetti.

Bẫy ion, dựa trên cổng

Các máy tính lượng tử bẫy ion triển khai qubit bằng cách sử dụng trạng thái điện tử của các nguyên tử tích điện gọi là Ion. Các Ion bị hạn chế và lơ lửng trong không gian trống bằng cách sử dụng điện trường. Amazon Braket cung cấp quyền truy cập vào máy tính lượng tử bẫy ion từ IonQ.

Qubit siêu dẫn, ủ lượng tử

Ủ lượng tử sử dụng một quy trình vật lý để tìm cấu hình năng lượng thấp nhằm mã hóa giải pháp cho một vấn đề tối ưu hóa. Amazon Braket cung cấp quyền truy cập vào các máy tính lượng tử sử dụng công nghệ ủ lượng tử dựa trên các qubit siêu dẫn từ D-Wave.

Product-Page_Standard-Icons_01_Product-Features_SqInk
Xem các tính năng sản phẩm

Tìm hiểu thêm về Amazon Braket

Tìm hiểu thêm 
Product-Page_Standard-Icons_02_Sign-Up_SqInk
Đăng ký tài khoản miễn phí

Nhận quyền sử dụng ngay lập tức Bậc miễn phí của AWS. 

Đăng ký 
Product-Page_Standard-Icons_03_Start-Building_SqInk
Đăng ký để nhận bản xem trước

Đăng ký để nhận bản xem trước và bắt đầu

Đăng ký