الأسئلة الشائعة عن Amazon Braket

س: ما خدمة Amazon Braket؟

Amazon Braket هي عبارة عن خدمة مُدارة بالكامل تساعدك على البدء في استخدام الحوسبة الكمومية.

س: ما الذي يمكنني فعله باستخدام Amazon Braket?

يمكنك تعلم كيفية برمجة أجهزة الكمبيوتر الكمومية واستكشاف التطبيقات المحتملة باستخدام Amazon Braket. يُمكنك تصميم اللوغاريتمات الكمومية الخاصة بك من البداية أو الاختيار من بين مجموعة من اللوغاريتمات مُسبقة البناء. يوفر Amazon Braket حزمة SDK التي يمكنك تشغيلها محليًا على جهاز كمبيوتر محمول، أو في بيئة الكمبيوتر المحمول المدارة بالكامل في Amazon Braket. يتضمن SDK محاكي الدوائر الكمومية. توفر خدمة Amazon Braket أدوات محاكاة للدوائر مُدارة بالكامل تتيح لك تشغيل الخوارزميات على البنية الأساسية المدارة في AWS للتحقق من صحة التنفيذ واختباره. عندما تكون مستعدًا، يمكنك تشغيل الخوارزمية الخاصة بك على Amazon Braket باستخدام أجهزة كمبيوتر كمومية مختلفة أو وحدات المعالجة الكمومية (QPUs) منمقدمي الأجهزة لدينا.

س: كيف تتكامل خدمة Amazon Braket مع خدمات AWS الأخرى؟

توفر خدمة Amazon Braket إمكانات للتكامل مع Amazon CloudWatch وAmazon EventBridge وAWS Identity and Access Management ‏(IAM) و AWS CloudTrail من أجل المراقبة والمعالجة القائمة على الأحداث وإدارة وصول المستخدمين والسجلات. تُخزن نتائج المحاكاة ونتائج الحوسبة الكمومية في Amazon Simple Storage Service (S3) في حسابك.

س: لماذا يجب أن تفكر شركتنا في الحوسبة الكمومية اليوم؟

تُعد الحوسبة الكمومية تقنية في مراحلها الأولى، لكن لها تأثير واعد طويل الأجل قد يصير تأثيرًا تحويليًا بعد ذلك للعديد من الصناعات. يتطلب تطوير اللوغاريتمات الكمومية وتصميم التطبيقات الكمومية اكتساب مهارات جديدة وأساليب مختلفة جذريًا بشكل محتمل. يستغرق بناء هذه الخبرة وقتًا ليس بقليل ويتطلب الوصول إلى التقنيات الكمومية وأدوات البرمجة الكمومية. تساعد Amazon Braket وAmazon Quantum Solutions Lab المنظمات على تقييم حالة التقنيات الحالية وتحديد الطريقة التي يمكن بها التأثير في أعمالها والاستعداد للمستقبل.

لماذا يُطلق على الخدمة اسم "Braket"؟

أطلقنا على خدمتنا اسم bra-ket، وهو ترميز قياسي في ميكانيكا الكم. ابتكر بول ديراك هذا الترميز لأول مرة في عام 1939 لوصف حالة الأنظمة الكمومية، ويُعرف أيضًا باسم ترميز ديراك.

س: هل يمكنني إجراء بحث أكاديمي على Amazon Braket؟

نعم. علماء في جامعات حول العالم يجرون أبحاثًا على Amazon Braket. يمكنك البدء في وحدة تحكم Amazon Braket؛ مستودع Github الخاص بنا أو طلب التمويل لاستخدام Amazon Braket من خلال برنامجAWS Cloud Credit for Research. في عملية تقديم الطلب، إذا لم يكن لديك عنوان URL لآلة حاسبة الأسعار، فيرجى إرسال طلبك باستخدام رمز العنصر النائب.

س: ما مجموعة تطوير البرمجيات (SDK) لخدمة Amazon Braket؟

مجموعة تطويرالبرمجيات (SDK) لخدمة Amazon Braket عبارة عن إطار عمل للمطورين لا يعتمد على تكنولوجيا بعينها يتيح لك تطوير لوغاريتمات كمومية وتشغيلها على أجهزة ومحاكيات مختلفة للحوسبة الكمومية عبر خدمة Amazon Braket تساعدك مجموعة تطوير البرمجيات على تتبع المهام الكمومية المرسلة إلى Amazon Braket ومراقبتها بالإضافة إلى تقييم النتائج. تشتمل Amazon Braket SDK على محاكي محلي للدوائر الكمومية يمكنك استخدامه لاختبار الخوارزميات الخاصة بك.

س: كيف أتمكن من الوصول إلى مجموعة تطوير البرمجيات لخدمة Amazon Braket؟

توفر Amazon Braket أجهزة كمبيوتر Jupyter الدفترية المُدارة بالكامل والتي تكون مثبتة فيها بشكل مسبق مجموعة تطوير البرمجيات لخدمة Amazon Braket وبرامج تعليمية تشمل نماذج لمساعدتك على البدء بسرعة. تُعد مجموعة تطوير البرمجيات لخدمة Amazon Braket مفتوحة المصدر وبالتالي يمكنك استخدام Amazon Braket من أي بيئة تطوير متكاملة (IDE) محلية من اختيارك.

س. ما المقصود بالوصول على مستوى الدفق؟

تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحالية أجهزةً صاخبةً، وغالبًا ما يحتاج الباحثون إلى الوصول إلى أدنى مستوى من التحكم في الأجهزة بهدف دراسة الصخب أو التشويش الداخلي، وتطوير بوابات جديدة وأكثر قوةً، وابتكار مخططات خاصة بتخفيف الأخطاء، واستكشاف خوارزميات كمومية جديدة. باستخدام التحكم في الدفق، يمكنك معالجة الدفقات أو الإشارات التناظرية منخفضة المستوى التي تتحكم في وحدات البت الكمومية الخاصة بمعالج كمومي. 

س. هل تدعم Amazon Braket SDK البرمجة على مستوى الدفق؟

نعم. يُمكنك برمجة الدوائر الكمومية على أجهزة الكمبيوتر الكمومية ذات دوائر Rigetti Computing وOxford Quantum مباشرةً باستخدام البوابات أو الدفقات أو مزيج منهما. يُمكنك أيضًا إدراج مجموعات منتقاة من تعليمات الدفق في أجزاء معينة من البرنامج للتركيز على تحسين العمليات الفردية وضبط الأداء ضبطًا دقيقًا. 

س: ما المقصود بـ PennyLane؟

PennyLane هي مكتبة برامج مفتوحة المصدر للحوسبة الكمومية المتنوعة التي تتكامل مع Amazon Braket. تعد الحوسبة الكمومية المتغيرة نموذجًا يستخدم خوارزميات الكم الهجينة الكلاسيكية لإيجاد حلول متكررة للمشكلات الحسابية في مجموعة متنوعة من المجالات، مثل الكيمياء والتحسين والتعلم الآلي الكمومي. يستند بناء PennyLane على مفهوم البرمجة الكمومية التفاضلية، وتسمح لك بتدريب الدوائر الكمومية بنفس طريقة تدريب الشبكات العصبية. توفر واجهات إلى مكتبات تعلم الآلة الشائعة، بما في ذلك PyTorch وTensorFlow، لجعل تدريب الخوارزميات الكمومية أمرًا سهلاً وذكيًا. يمكنك معرفة المزيد حول PennyLane على https://pennylane.ai، ويمكنك الاطلاع على دليل المطورين هنا.

س: لماذا أستخدم PennyLane على Amazon Braket؟

استخدامات الحوسبة الكمومية قصيرة الأجل في الكيمياء والتحسين والتعلم الآلي الكمومي تعتمد على خوارزميات كمومية متغيرة تستخدم المعالجة التكرارية بين أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية والكمومية. يُسهل PennyLane البدء وإنشاء خوارزميات التعلم الآلي الكمومية والمتغيرة على Amazon Braket. يسمح لك باستخدام أدوات مألوفة من التعلم الآلي لبناء وتدريب الخوارزميات الخاصة بك. يوفر PennyLane مكتبة كيميائية والتي يمكنك استخدامها لتعيين مشكلة كيمياء حسابية إلى صيغة حوسبة كمومية مع بضعة أسطر من التعليمات البرمجية.

تساعدك خدمة Amazon Braket في تسريع الابتكار من خلال PennyLane. عند اختبار الخوارزميات والضبط الدقيق لها، تعمل أدوات المحاكاة عند الطلب عالية الأداء المُدارة بالكامل على تسريع التدريب بمقدار 10 أضعاف أو أكثر مقارنةً بمحاكاة الخوارزميات محليًا.  لتسريع الخوارزميات الكمومية الهجينة، يُمكنك الآن الاستفادة من أدوات المحاكاة المضمنة عالية الأداء من PennyLane، مثل أداة المحاكاة lightning.gpu التي تم تسريعها بواسطة cuQuantum SDK من NVIDIA لأعباء العمل القائمة على وحدة معالجة الرسومات. تأتي أدوات المحاكاة هذه مع أساليب مثل الأسلوب المجاورالخاص بالحوسبة المتدرجة حيث تقلل هذه الأدوات من عدد الدوائر المطلوبة للحوسبة والتدرج ويمكن استخدامها في التجارب التكرارية السريعة والنماذج الأولية. 

س: كيف أصل إلى PennyLane؟

أجهزة الكمبيوتر الدفترية التي بخدمة Amazon Braket تأتي مسبقة التكوين بمكتبة PennyLane وتساعدك أجهزة الكمبيوتر الدفترية التعليمية في البدء بسرعة. وبدلاً من ذلك، يمكنك تثبيت المكون الإضافي Amazon Braket PennyLane لأي بيئة تطوير متكاملة (IDE) تختارها. المكون الإضافي مفتوح المصدر ويمكن تنزيله من هنا. يمكنك البحث في وثائق PennyLane على https://pennylane.ai.  

س: ما المقصود بـ OpenQASM؟

OpenQASM عبارة عن تمثيل متوسط (IR) مفتوح المصدر لبرامج الحوسبة الكمومية. يُمكنك تشغيل برامج OpenQASM على جميع أجهزة Braket القائمة على البوابة إما من خلال مجموعة تطوير البرمجيات لخدمة Amazon Braket أو عن طريق إرسالها مباشرةً إلى واجهة برمجة تطبيقات Braket. انضمت AWS إلى مجلس توجيه OpenQASM للمساعدة في بناء مواصفات مفتوحة غير مقيدة بالأجهزة وموحدة للبرامج الكمومية القائمة على البوابة. 

س: ما المقصود بتخفيف الأخطاء؟

يشمل تخفيف الأخطاء مجموعة متنوعة من الطرق لتقليل تأثيرات الأخطاء النظامية على مكونات الأجهزة المعرضة للخطأ اليوم عن طريق تعيين دائرة مدخلات لمجموعة من الدوائر المرتبطة وتطبيق المعالجة اللاحقة التقليدية على النتائج.

س: هل تدعم Amazon Braket SDK تخفيف الأخطاء؟

نعم. يمكنك تجربة تخفيف الأخطاء على وحدات المعالجة الكمومية IonQ Aria باستخدام تقنية إزالة التحيز من IonQ. لاحظ أن هذا النوع من تخفيف الأخطاء يتطلب استخدام 2500 لقطة كحد أدنى لكل مهمة.

س: لماذا أحتاج إلى أداة محاكاة للخوارزمية؟

أدوات المحاكاة للدوائر الكمومية تعمل على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. باستخدام أدوات المحاكاة، يمكنك اختبار الخوارزميات الكمومية بتكلفة أقل مقارنةً باستخدام الأجهزة الكمومية، ومن دون الحاجة إلى الانتظار للوصول إلى أجهزة كمومية معينة. المحاكاة هي طريقة مريحة لتصحيح أخطاء الدوائر الكمومية بسرعة واستكشاف الأعطال وإصلاحها وتحسين اللوغاريتمات قبل تطويرها لتشغيلها على الجهاز الكمومي. تعد المحاكاة الكلاسيكية ضرورية أيضًا للتحقق من نتائج أجهزة الحوسبة الكمومية على المدى القريب وكذلك لدراسة تأثيرات الضوضاء.

س: ما أدوات المحاكاة التي تقدمها Amazon Braket؟

تقدم لك Amazon Braket خيارًا من بين أربعة من أدوات محاكاة الدوائر الكمومية: أداة المحاكاة المحلية في SDK، وثلاثة أدوات عند الطلب: SV1 وهي أداة محاكاة دوائر كمومية للأغراض العامة، وDM1 الذي يمكّنك من محاكاة تأثير الضوضاء على دوائرك، وTN1 وهي أداة محاكاة تختص بشبكات الرسوميات عالية الأداء. باستخدام تلك الخيارات، يمكنك اختيار النهج الأنسب لمتطلباتك.

س: ما هو جهاز المحاكاة المحلي؟

يتم تضمين المحاكي المحلي في Amazon Braket SDK بدون تكلفة. يمكن تشغيله على الكمبيوتر المحمول الخاص بك أو داخل جهاز كمبيوتر محمول مُدار من Amazon Braket. يمكنك استخدامه للتحقق السريع من تصميمات الدوائر. إنه مناسب تمامًا لعمليات المحاكاة الصغيرة والمتوسطة - حتى 25 وحدة بت بدون ضوضاء أو حتى 12 وحدة بت مع ضوضاء اعتمادًا على أجهزتك.

س: ما هو جهاز المحاكاة SV1؟

SV1 عبارة عن محاكي متجه للحالة عالي الأداء مُدار بالكامل للدوائر الكمومية حتى 34 وحدة بت. كمحاكي متجه للحالة، فإنه يأخذ دالة الموجة الكاملة للحالة الكمية ويطبق عمليات الدائرة لحساب النتيجة. بعد أن تقوم بتصميم وتصحيح الخوارزمية الكمومية الخاصة بك باستخدام المحاكي المحلي في Amazon Braket SDK ، يمكنك استخدام SV1 للاختبار والبحث الموسع. يقوم SV1 تلقائيًا بقياس موارد الحوسبة الكلاسيكية حتى تتمكن من تشغيل ما يصل إلى 35 عملية محاكاة على التوازي.

س: ما هو جهاز المحاكاة DM1؟

DM1 عبارة عن محاكي مصفوفة كثافة مُدار بالكامل يمكنك من استكشاف تأثيرات الضوضاء الواقعية على خوارزميات الكمومية الخاصة بك. يمكن أن يساعدك هذا في تطوير استراتيجيات التخفيف من الأخطاء للحصول على نتائج أكثر دقة من أجهزة الحوسبة الكمومية اليوم.
يدعم DM1 محاكاة الدوائر حتى 17 وحدة بت. يمكن تشغيل ما يصل إلى 35 عملية محاكاة بالتوازي لتسريع تجاربك. للنماذج الأولية السريعة وتصحيح الأخطاء قبل استخدام DM1 ، يمكنك استخدام محاكي الضوضاء المحلي في Amazon Braket SDK.

س: ما هو جهاز المحاكاة TN1؟

TN1 عبارة عن محاكي شبكة رسوميات عالي الأداء مُدار بالكامل ويستخدم في الدوائر الكمومية المنظمة التي يصل حجمها إلى 50 وحدة بت. يقوم محاكي شبكة الرسوميات بترميز الدوائر الكمومية في رسم بياني منظم للعثور على أفضل طريقة لحساب نتيجة الدائرة. يعتبر TN1 مناسبًا تمامًا لمحاكاة الدوائر المتفرقة والدوائر ذات البوابات المحلية والدوائر ذات البنية المتأصلة.

س: كيف أختار بين أدوات المحاكاة عند الطلب من Amazon Braket؛ SV1 وTN1 وDM1؟

SV1 هي أداة محاكاة للأغراض العامة تعتمد على تقنية ناقل الحالة. يوفر تنفيذًا يمكن التنبؤ به وأداءًا عاليًا للدوائر العالمية حتى 34 وحدة بت.

تم تصميم DM1 خصيصًا لدعم نمذجة الضوضاء. إذا كنت بحاجة إلى دراسة الخوارزميات الخاصة بك تحت تأثير أنواع مختلفة من الضوضاء، فاستخدم DM1.

TN1 هو محاكي متخصص لأنواع معينة من الدوائر الكمومية تصل إلى 50 وحدة بت. اعتبرها للدوائر المتفرقة والدوائر ذات البوابات المحلية والدوائر الأخرى ذات البنية المتأصلة. غالبًا ما تكون أنواع الدوائر الأخرى، مثل تلك التي تحتوي على اتصال شامل بين وحدات البايت، أكثر ملاءمةً لـ SV1.

س: لماذا أرغب في محاكاة الضوضاء في دوائري؟

الأجهزة الكمومية اليوم صاخبة بطبيعتها. كل عملية يتم تنفيذها ينطوي عليها فرصة حدوث خطأ. وبالتالي، فإن النتائج التي تم الحصول عليها من الكمبيوتر الكمومي تختلف عمومًا عما هو متوقع بشكل مثالي. يمكّنك DM1 من دراسة قوة الخوارزميات الخاصة بك تحت تأثيرات الضوضاء الواقعية، وبناء استراتيجيات تخفيف الأخطاء التي تساعد في الحصول على نتائج أكثر دقة باستخدام أجهزة الحوسبة الكمومية اليوم.

س: هل يمكنني تشغيل دائرة صامتة على جهاز محاكاة DM1؟

يمكن لـ DM1 محاكاة الدوائر بدون ضوضاء. ومع ذلك، للحصول على أفضل أداء، نوصي باستخدام SV1 لإجراء عمليات محاكاة واسعة النطاق للدوائر الخالية من الضوضاء.

س: هل يتعين علي اختيار نوع مثيل لتشغيل عملية محاكاة؟

لا، إذا كنت تستخدم أداة محاكاة عند الطلب من Amazon Braket. عند استخدام SV1 أوTN1 أو DM1، يدير Amazon Braket البرامج والبنية الأساسية نيابةً عنك. تحتاج فقط إلى توفير الدائرة للتشغيل.

إذا كنت تقوم بتشغيل أداة المحاكاة المحلية في مجموعة تطوير البرمجيات (SDK) على الكمبيوتر الدفتري المُدار لخدمة Amazon Braket، فسيتم تشغيله على مثيل Amazon الذي حددته بالفعل لجهاز الكمبيوتر الدفتري الخاص بك.

س: كيف أعرف ما إذا كان بإمكاني تشغيل دائرة كهربائية على TN1؟

طالما أن دائرتك ضمن حدود عدد وحدات البت وعمق الدائرة الوارد هنا، تحاول الأداة TN1 محاكاته. وعلى عكس الأداة SV1، لا يمكن إعطاء تقدير دقيق لوقت التشغيل استنادًا إلى عدد وحداد البت وعمق الدائرة فقط. وخلال ما يُطلق عليه "مرحلة التمرين"، تحاول الأداة TN1 أولاً تحديد مسار حوسبي فعّال لدائرتك، وتقدير وقت تشغيل المرحلة التالية، "مرحلة الانكماش". إذا تجاوزت مدة الانكماش المقدرة حد الأداة TN1، فلن تحاول الأداة TN1 الانكماش ولن تدفع سوى مقابل الوقت المستغرق في مرحلة التمرين. لمعرفة المزيد، تفضل بزيارة الوثائق الفنية.

س: هل ينبغي لي برمجة الخوارزميات أو تصميمها بشكل مختلف لاستخدام أداة محاكاة؟

لا، مع خدمة Amazon Braket، يمكنك توجيه الدائرة الكمومية نفسها للتشغيل على أي أدوات محاكاة وأجهزة كمومية قائمة على البوابة متوفرة على الخدمة عن طريق تغيير بضعة أسطر في التعليمة البرمجية.

س: هل تقدمون أدوات محاكاة لمشكلات التلدين؟

في AWS Marketplace، يمكنك معرفة العروض التي تستخدم أحدث الأساليب الكلاسيكية المتطورة لمعالجة مشكلات التحسين التوافقي، مثل Meta Analytics وToshiba SBM.

س: كيف أصل إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية باستخدام Amazon Braket؟

من السهل جدًا أن تشغل تصميم دائرتك على وحدة معالجة كمومية فعلية (QPU). بمجرد وضع الرسم البياني للدائرة أو المشكلة في مجموعة تطوير البرمجيات الخاصة بخدمة Amazon Braket، يمكنك إرسال مهمتك من خلال دفتر ملاحظات Jupyter مُدار أو أي بيئة تطوير متكاملة من اختيارك، مثل PyCharm.

س: كيف يختلف تشغيل مهمة على وحدة معالجة كمومية عن التشغيل على أداة محاكاة؟

خطوات تشغيل مهمة كمومية على وحدة معالجة كمومية (QPU) هي نفس الخطوات التي تجري على أداة المحاكاة، حيث يمكنك ببساطة اختيار واجهة خلفية أو جهاز، عند إجراء استدعاءات واجهة برمجة تطبيقات داخل مجموعة تطوير البرمجيات لخدمة Amazon Braket. فإن كلتيهما عمليتان حوسبيتان يمكنك طلب واجهات خلفية متنوعة أو أجهزة من خلال استدعاءات واجهة برمجة التطبيقات داخل مجموعة تطوير البرمجيات لخدمة Amazon Braket. يتضمن اختيار الأجهزة أدوت المحاكاة المتنوعة وأجهزة الكمبيوتر الكمومية المتاحة خلال الخدمة. يعد التبديل من جهاز إلى آخر بالسهولة ذاتها مثل تغيير سطر واحد من التعليمة البرمجية. إلا أنه لا تتوفر أدوات المحاكاة دائمًا، حيث قد تتطلب موارد وحدة المعالجة الكمومية وقت انتظار.

س: كيف أختار أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي يمكنني استخدامها؟

تُعد بعض أنواع أجهزة الكمبيوتر الكمومية مناسبة تمامًا لحل مجموعات معينة من المشكلات. هناك الكثير من العوامل التي تحدد نوع الجهاز الذي يلبي احتياجاتك، مثل تعداد البت الكمومية ومصداقية البت الكمومية (معدل الخطأ) وتوصيل البت الكمومية وزمن الاتساق والتكلفة. تتوفر المواصفات الكاملة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية في وحدة تحكم Amazon Braket.

س: ما أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تدعمها Amazon Braket؟

يُرجي النقر هنا لمعرفة المزيد حول مقدمي الأجهزة لخدمة Amazon Braket.

س: ما المقصود بمحاكاة هاميلتون التناظرية؟

محاكاة هاميلتون التناظرية أو AHS، هي نموذج مختلف للحوسبة الكمومية، وهي تختلف عن الحوسبة الكمومية الشاملة القائمة على البوابة. الأجهزة القادرة على محاكاة هاميلتون التناظرية (AHS) هي وحدات معالجة كمومية (QPUs) ذات أغراض خاصة والغرض من تصميمها هو حل مجموعة محدودة من المشكلات، يتم تمثيلها بواسطة هاميلتون. تتيح محاكاة هاميلتون التناظرية (AHS) للمستخدمين إمكانية تحديد هاميلتون الفائدة، ويقوم الكمبيوتر الكمومي بضبط المعلمات بطريقة تجعله يحاكي التطور الزمني المستمر لحالة كمومية مندرجة ضمن هذا الهاميلتون. ونظرًا لأن محاكيات هاميلتون هذه تُطبق بصورة مباشرة على النظام، فإن أنظمة محاكاة هاميلتون التناظرية (AHS) لا تعاني من الحمل الزائد المطلوب لصياغة الخوارزميات من حيث الدوائر والبوابات، وبالتالي يمكنها بالفعل محاكاة الأنظمة بمئات من وحدات البت الكمومية، التي تمنع المحاكاة الكلاسيكية. يدعم Amazon Braket نظام محاكاة هاميلتون التناظرية (AHS) عبر وحدات المعالجة الكمومية (QPUs) من QuEra.

س: أين يمكنني العثور على معلومات النظام والأداء على وحدات Rigetti QPU الكمومية؟

تفضل بزيارة صفحة QPU الخاصة بـ Rigetti للحصول على معلومات عن النظام والأداء حول وحدات Rigetti QPU، بما في ذلك دقة البوابة وأوقات الترابط.

س: أين يمكنني العثور على توصيات بخصوص أفضل الممارسات لوحدة IonQ QPU؟

تفضل بزيارة صفحة الويب أفضل ممارسات IonQ للحصول على معلومات حول مخطط IonQ QPU والبوابات وأفضل الممارسات.

س: كيف تعمل وحدات QPU من QuEra؟

نظام QuEra عبارة عن وحدة معالجة كمومية (QPU) قابلة للبرمجة تتكون من ذرات ريدبرغ (Rydberg) مرتبة في ترتيب ثنائي الأبعاد قابل للتخصيص من ملاقط بصرية. تتكون وحدات البت الكمومية في هذا الجهاز من 87 ذرة روبيديوم حيادية مع وجود حالتين هما الحالة الأساسية للذرة، وإحدى حالات ريدبرغ شديدة الإثارة. يتحلل تفاعل ريدبرغ-ريدبرغ بين الذرات باعتباره القوة السادسة للمسافة بين الذرات، ما يؤدي إلى نشوء دوران هاميلتوني فعّال مع التفاعلات الموضعية. إضافةً إلى ذلك، يمكن لمجالات الليزر ضبط المجال المغناطيسي المستعرض، لإحداث ديناميكيات دوران مثيرة للاهتمام يمكنها إنتاج حالات أرضية جديدة وغير متوازنة. سيتمكن الباحثون الذين يصلون إلى هذا الجهاز من خلال Braket من برمجة هندسة ترتيب الذرة ثنائي الأبعاد، وتغيير قوة المجالات المغناطيسية الطولية والعرضية بطريقة تعتمد على الوقت، وكل ذلك باستخدام Braket SDK. سينتج عن ذلك هاميلتون فائدة فعّال، ويمكن دراسة التطور الزمني المستمر له على الجهاز. للحصول على المزيد من المعلومات، راجع أفضل ممارسات QuEra من هنا.

س: هل يبدأ تشغيل المهام الكمومية فورًا على وحدة المعالجة الكمومية، أم ينبغي الانتظار؟

تُعد الحوسبة الكمومية تقنية حديثة النشأة، ولا تزال أجهزة الكمبيوتر الكمومية من الموارد النادرة. تتميز الأنواع المختلفة من أجهزة الكمبيوتر الكمومية بخصائص تشغيلية مختلفة ومستويات توافر، ومن ثم معالجة المهام بمعدلات مختلفة. إذا كانت وحدة المعالجة الكمومية التي حددتها متصلة بالإنترنت وليست مستخدمة حاليًا، فسوف تُعالج مهمتك فورًا، وإلا ستُوضع في قائمة الانتظار. عندما تصبح وحدة المعالجة الكمومية متاحة، تُعالج المهام الموجودة في قائمة الانتظار بترتيب الأسبقية. ترسل خدمة Amazon Braket أحداث تغيير الحالة إلى Amazon EventBridge من أجل إخطارك عند اكتمال مهمتك. يمكنك إنشاء قاعدة في EventBridge لتحديد إجراء ينبغي اتخاذه، مثل استخدام خدمةAmazon Simple Notification Service (SNS) التي تُرسل إليك تنبيهات عبر الرسائل النصية القصيرة، أو طرق أخرى مثل البريد الإلكتروني أو HTTPs أو AWS Lambda أو Amazon SQS.

س: هل يلزمني تجميع دوائري قبل تشغيلها على وحدات QPU؟

لا، لا يلزم. يُجَمِّعُ Amazon Braket تلقائيًا تعليماتك البرمجية عند تشغيلها. ومع ذلك، يكون لديك الخيار على أجهزة Rigetti وOQC وIonQ لتشغيل دائرتك كما هي، بدون تعديلات على المحوّل البرمجي باستخدام التحويل البرمجي الحرفي. في Rigetti، يمكنك أيضًا تحديد كتل محددة فقط من التعليمة البرمجية لتشغيلها كما هي، بدون أي ممرات متداخلة في المحول البرمجي. لمعرفة المزيد، راجع وثائقنا حول التحويل البرمجي الحرفي.

س: ما فائدة التحويل البرمجي الحرفي؟

يعمل التحويل البرمجي للدوائر الكمومية على تحويل الدائرة الكمومية إلى دائرة مجمعة، حيث تخضع إلى تخصيص وحدات بت كمومية، والتعيين إلى البوابات الأصلية، والتحسين. ومع ذلك، قد يمثل تحسين بوابة المحول البرمجي مشكلةً للباحثين ومتخصصي الخوارزميات الكمومية الذين يطوّرون دوائر قياس الأداء أو دوائر تخفيف الأخطاء، حيث تؤدي تحسينات المحول البرمجي إلى إزالة البوابات والمكونات الزائدة عن الحاجة أو إعادة ترتيبها. باستخدام التحويل البرمجي الحرفي، يمكن للمستخدمين تحديد أجزاء من الدوائر أو دوائر كاملة لتشغيلها كما هي، بدون أي تعديلات على المحول البرمجي.

س: هل يمكنني الوصول إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية على AWS Marketplace؟

نعم، يمكنك الوصول إلى الأجهزة الكمومية عبر AWS Marketplace، مثل أجهزة التلدين الخاصة بـ D-Wave.

س: ما المقصود بميزة Hybrid Jobs؟

تجعل Hybrid Jobs تنفيذ أعباء العمل المختلطة الكمومية التقليدية أسهل وأسرع وأكثر قابلية للتنبؤ. مع هذه الميزة، ليس عليك سوى توفير نص خوارزمية أو حاوية، وستقوم AWS بمراجعة الموارد المطلوبة وتشغيل الخوازمية وإصدار الموارد بعد الإكمال وبالتالي لا تدفع سوى مقابل ما تستخدم. كما توفر ميزة Hybrid Jobs رؤىً مباشرةً في مقاييس الخوارزمية حتى تتمكن من معرفة مدى تقدم الخوازمية. والأهم من ذلك، هو أن المهام يكون لها أولوية وصول إلى وحدة المعالجة الكمومية (QPU) المستهدفة وبالتالي يكون التنفيذ أسرع، وأكثر قابلية للتنبؤ، وأقل تأثرًا بأعباء عمل المستخدم الأخرى.

س: لماذا ينبغي لي استخدام ميزة Hybrid Jobs؟

توفر Braket Hybrid Jobs ثلاث مزايا رئيسة. أولاً، تساعد في تبسيط تشغيل الخوارزميات الكمومية الكلاسيكية المختلطة. وغالبًا ما يكون العديد من الباحثين الكموميين حديثي عهد بالحوسبة السحابية ولا يريدون إعداد بيئة حوسبية خاصة بهم وإدارتها قبل تشغيل الخوارزمية المختلطة. مع Hybrid Jobs، تحتاج فقط إلى تحديد مثيل الحوسبة المفضل لك أو استخدم المثيل الافتراضي. ستقوم Braket Hybrid Jobs بتشغيل الموارد الكلاسيكية وتشغيل عبء العمل في بيئات الحاويات المبنية مسبقًا، وإعادة النتائج إلى Amazon S3، وأخيرًا إطلاق موارد الحوسبة بحيث تدفع فقط مقابل ما تستخدمه.

ثانيًا، توفر Hybrid Jobs رؤىً حية في الخوارزميات التي قيد التشغيل. ويمكنك تحديد مقاييس الخوارزميات المخصصة كجزء من الخوارزمية الخاصة بك التي ستكون مسجلة تلقائيًا بواسطة Amazon CloudWatch ومعروضة في وحدة تحكم Amazon Braket. وبهذا يمكنك تتبع تقدم الخوارزميات.

ثالثًا، توفر Amazon Braket Hybrid Jobs أداءً أفضل من الخوارزميات الهجينة التي قيد التشغيل من بيئتك. خلال المدة كلها التي تعمل فيها مهمتك، يكون لديها إمكانية وصول ذات أولوية إلى وحدة المعالجة الكمومية (QPU) المحددة. وهذا يعني أن المهام التي تم تنفيذها على هذا الجهاز كجزء من مهمتك سيتم تنفيذها قبل المهام الأخرى التي قد تكون ضمن قائمة الانتظار على الجهاز. وسيؤدي هذا إلى أوقات تشغيل الخوارزميات المختلطة أقصر وأكثر قابلية للتنبؤ وفي النهاية نتائج أفضل من خلال تقليل التأثيرات الضارة لمواصفات الجهاز المتغيرة ببطء (انحراف الجهاز) على أداء الخوارزميات.

س: أي من أجهزة الكمبيوتر الكمومية أستطيع استخدامها مع Hybrid Jobs؟

يمكنك مع Hybrid Jobs استخدام أي من وحدات المعالجة الكمومية (QPU) المتاحة على Amazon Braket.

س: أي من أدوات المحاكاة أستطيع استخدامها مع Hybrid Jobs؟

يمكنك استخدام أي من أدوات المحاكاة عند الطلب من Amazon Braket ‏(SV1، DM1، TN1)، أو أدوات المحاكاة المضمنة القائمة على المكون الإضافي PennyLane lightning، أو أداة محاكاة مخصصة مضمنة كحاوية لـ hybrid jobs. بالنسبة إلى أدوات المحاكاة المضمنة أو أداة المحاكاة المخصصة، يمكنك اختيار مثيل واحد أو أكثر من مثيلات وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات لتشغيل عبء العمل الهجين. 

س: لماذا ينبغي لي استخدام أدوات المحاكاة المضمنة مع Hybrid Jobs؟ 

أدوات المحاكاة المضمنة هي مجموعة من أدوات المحاكاة عالية الأداء التي يتم تضمينها مباشرةً في نفس الحاوية مثل التعليمة البرمجية لتطبيقك لتجنب أزمنة الاستجابة المرتبطة بالذهاب والعودة بين أداة محاكاة عند الطب مُدارة بالكامل، مثل SV1، وبين تعليمتك البرمجية الكلاسيكية الموجودة في حاوية. تدعم أدوات المحاكاة المضمنة الميزات المتقدمة مثل الأسلوب المجاور للحوسبة المتدرجة والتي تقلل عدد الدوائر اللازمة لحساب التدرج. تدعم Amazon Braket في الوقت الحالي أدوات المحاكاة المضمنة من PennyLane، مثل أداة المحاكاة lightning.gpu، التي تم تسريعها من خلال cuQuantum SDK من NVIDIA، والمصممة خصيصًا لتشغيل محاكاة الدوائر الكمومية على وحدات معالجة الرسومات عالية الأداء.

س: هل يمكنني إحضار أداة محاكاة خاصة بي إلى Amazon Braket Hybrid Jobs؟

نعم، يُمكنك إحضار مكتبة أدوات المحاكاة الخاصة بك إلى Amazon Braket Hybrid Jobs عن طريق تضمين أداة المحاكاة وتبعياتها في حاوية. يمكنك بعد ذلك تمرير التعليمة البرمجية إلى الحاوية كنقطة دخول وتنفيذ التعليمة البرمجية باعتبارها مهمة Amazon Braket Hybrid Job على مثيل وحدة المعالجة المركزية أو مثيل وحدة معالجة الرسومات. تتولى Amazon Braket إدارة الموارد طوال مدة مهمتك وتدفع فقط مقابل ما تستخدمه.

س: هل يتعين علي اختيار نوع مثيل لتشغيل مهمة Hybrid Job؟

لا، ففي الإعدادات الافتراضية، يتم تشغيل حاوية المهام على نوع مثيل ml.m5.xlarge واحد. إذا كنت تُشغّل خوارزمية هجينة باستخدام أداة محاكاة عند الطلب من Amazon Braket ‏(SV1، TN1، DM1) أو QPU، فإن Amazon Braket يدير البرامج والبنية الأساسية نيابةً عنك. إذا كنت تُشغّل خوارزمية هجينة باستخدام أدوات المحاكاة المضمنة من PennyLane أو باستخدام أداة محاكاة مخصصة معبأة كحاوية، فيمكنك تحديد نوع واحد أو أكثر من مثيلات وحدة المعالجة المركزية أو مثيلات وحدة معالجة الرسومات لتشغيل المهمة عليها. يتولى Amazon Braket إدارة إعداد البنية التحتية الأساسية ويُتيح الموارد بمجرد اكتمال المهمة، ولذا لا تدفع إلا مقابل ما تستخدمه فقط.

س: كيف أختار بين أداة محاكاة متجه الحالة المضمنة من Penny Lane وأداة المحاكاة SV1 عند تشغيل مهام هجينة؟

يمكن في الوقت الحالي استخدام أداة محاكاة متجه الحالة المضمنة من PennyLane التي تم تثبيتها مسبقًا مع حاوية Hybrid Jobs من Amazon Braket مع الخوارزميات المتغيرة التي تستفيد من أساليب مثل الانتشار الخلفي أو المثيل المجاور للحوسبة المتدرجة. ومن الأمثلة على هذه الخوارزميات التعلم الآلي الكمومي (QML)، أو خوارزمية التقريب الكمومية ثابتة الحرارة (QAOA) أو المحلل الذاتي الكمومي المتغير (VQE). باستخدام أدوات المحاكاة المضمنة، يتوفر لك أيضًا خيار استخدام مثيلات وحدة معالجة الرسومات، إذا كانت الخوارزمية الخاصة بك يمكن أن تستفيد من التسريع المستند إلى وحدة معالجة الرسومات، ويمكن أن تتوافق مع ذاكرة وحدة معالجة الرسومات. هذا هو الحال بشكل عام بالنسبة للخوارزميات المتغيرة وخوارزميات التعلم الآلي الكمومي (QML) ذات أعداد بت كمومية متوسطة (<30). خلافًا لذلك، عليك استخدام أداة محاكاة عند الطب من النوع SV1. نظرًا لأن الأسلوب المجاور لا يدعم اللقطات غير الصفرية اليوم، ففكر في استخدام SV1 لأي عبء عمل يكون فيه عدد اللقطات أكبر من الصفر. لاحظ أن أداة المحاكاة المضمنة مدعومة فقط كجزء من ميزة Hybrid Jobs، بينما تدعم SV1 كلاً من المهام المستقلة والمهام الهجينة.

س: كيف أختار بين مختلف أدوات المحاكاة المضمنة من PennyLane؟

يمكن استخدام أداة المحاكاة PennyLane lightning.gpu مع الخوارزميات الهجينة مثل QML أو QAOA أو VQE، شريطة أن يكون حجم المشكلة صغيرًا بما يكفي ليناسب ذاكرة وحدة معالجة الرسومات. يمكن استخدام أداة المحاكاة lightning.qubit المستندة إلى وحدة معالجة مركزية مع الخوارزميات كثيفة الذاكرة، ولا يمكن وضعها في ذاكرة وحدة معالجة الرسومات، مثل الخوارزميات المتغيرة التي بها عدد مرتفع من وحدات الكيوبت (أكثر من 29 كيوبت). لاحظ أن تكاليفك ستختلف اعتمادًا على ما إذا كنت تستخدم نوع مثيل وحدة معالجة مركزية أو نوع مثيل وحدة معالجة رسومات. يرجى الرجوع إلى وثائق PennyLaneلمعرفة مزيد من المعلومات. 

س: كيف تتم مُحاسبتي مقابل استخدام Hybrid Jobs؟

لمزيد من المعلومات حول تسعير Hybrid Jobs، راجع علامة تبويب Hybrid Jobs في صفحة تسعير Amazon Braket.

س: كيف يمكنني بدء استخدام Hybrid Jobs؟

يمكنك بدء الاستخدام من خلال زيارة القسم دليل مستخدمي Amazon Braket Jobs في وثائق Braket. تعطيكأمثلة دفاتر Amazon Braket hybrid برامج تعليمية حول كيفية بدء المهام وتشغيل الأنواع المختلفة من الخوارزميات المختلطة. تتوفر هذه الأمثلة مثبتة بشكل مسبق على دفاتر Amazon Braket لمساعدتك في البدء بسرعة. كما يمكنك مراجعة أمثلة الخوارزميات المختلطة باستخدام توصيل PennyLane في مستودع أمثلة Amazon Braket. 

س: كيف يتم فرض الرسوم على استخدامي لخدمة Amazon Braket؟

عند استخدامك خدمة Amazon Braket، لن تسدد أي دفعات مقدمة وستدفع فقط مقابل موارد AWS التي تستخدمها. تصدر لك فاتورة منفصلة مقابل كل إمكانية من إمكانات Amazon Braket، بما في ذلك الوصول إلى أجهزة الحوسبة الكمومية وأدوات المحاكاة المُدارة. كما تصدر لك فاتورة منفصلة مقابل خدمات AWS التي تقدمها Amazon Braket، مثل أجهزة الكمبيوتر الدفترية التي تديرها Amazon Braket. تفضل بزيارة صفحة التسعير لدينا لمعرفة المزيد بشأن الأسعار.

س: كيف أتعقب استخدام Amazon Braket وإنفاقه عبر مشاريع مختلفة؟

ج: يمكنك استخدام العلامات لتنظيم موارد AWS الخاصة بك من خلال المجموعات المنطقية بحيث تكون منطقية لفريقك أو عملك، مثل مركز التكلفة، أو الإدارة، أو المشروع. في Amazon Braket، يمكنك تطبيق العلامات على المهام الكمية التي تقوم بإنشائها. بعد إنشاء العلامات المحددة من قبل المستخدم وتطبيقها، يمكنك تنشيطها لتعقب تخصيص التكلفة على لوحة معلومات فوترة AWS وإدارة التكلفة. تستخدم AWS العلامات لتصنيف التكاليف وتقديم تقرير شهري عن تخصيص التكلفة لك حتى تتمكن من تعقب تكاليف AWS الخاصة بك. يعرض تقرير تخصيص التكلفة مفاتيح العلامات كأعمدة إضافية تحتوي على القيم القابلة للتطبيق لكل صف، وبذلك يكون من الأسهل تعقب التكاليف إذا كنت تستخدم مجموعة متناسقة من مفاتيح العلامات.

س: هل تقدم AWS أرصدة لأبحاث الحوسبة الكمومية التي تستخدم Amazon Braket؟

نعم. يُجري العلماء في الجامعات حول العالم أبحاثًا على Amazon Braket باستخدام الاعتمادات المقدمة من خلال برنامج AWS Cloud Credit for Research. يرجى تقديم الاقتراح الخاص بك على الرابط أعلاه. في عملية تقديم الطلب، إذا لم يكن لديك عنوان URL لآلة حاسبة الأسعار، فيرجى إرسال طلبك باستخدام رمز العنصر النائب.

س: هل تغادر بياناتي بيئة AWS في حال استخدامي خدمات Amazon Braket؟

نعم، وحدات المعالجة الكمومية على خدمة Amazon Braket يستضيفها مزودو الأجهزة الكمومية من الأطراف الخارجية. إذا كنت تستخدم Amazon Braket للوصول إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية، فسيرسل مزودو الأجهزة الدائرة والبيانات الوصفية المرتبطة بها وسيقومون بمعالجتها خارج المرافق التي تديرها AWS. المحتوى الخاص بك مجهول، وبالتالي يُرسل المحتوى الضروري فقط لمعالجة المهمة الكمومية لمزودي الأجهزة الكمومية. لا تُنقل معلومات حساب AWS إليهم. تُشفر جميع البيانات في وقت عدم النشاط وأثناء النقل، ولا يُفك تشفيرها إلا من أجل المعالجة. إضافة إلى ما تقدم، لا يُسمح لمقدمي الأجهزة التابعين لخدمة Amazon Braket بتخزين المحتوى الخاص بك أو استخدامه لأغراض أخرى غير معالجة مهمتك. بمجرد اكتمال الدائرة، تُعاد النتائج إلى Amazon Braket وتُخزن في مستودع Amazon S3. تخضع جودة الأمان لدى مقدمي الأجهزة الكمومية من الأطراف الخارجية لدى Amazon Braket لعمليات تدقيق دورية لضمان تلبية معايير أمان الشبكة والتحكم في الوصول وحماية البيانات والأمن المادي.

س: أين تُخزن نتائجي؟

تُخزن نتائجك في Amazon S3. بالإضافة إلى توفير نتائج التنفيذ، تنشر Amazon Braket أيضًا سجلات الأحداث ومقاييس الأداء مثل حالة الاكتمال ووقت التنفيذ على Amazon CloudWatch.

س: هل يمكنني استخدام Amazon Braket في Amazon Virtual Private Cloud ‏(Amazon VPC)؟

تم إحداث تكامل بين Amazon Braket وAWS PrivateLink، حيث يمكنك الوصول إلى Amazon Braket من داخل Amazon Virtual Private Cloud ‏(Amazon VPC) دون الحاجة إلى المرور عبر الإنترنت. ويقلل هذا من التعرض للتهديدات الأمنية الصادرة من الهجمات المستندة إلى الإنترنت وخطورة تسرب البيانات الحساسة.

س: ما المقصود بمختبرQuantum Solutions Lab (QSL)؟

Amazon Quantum Solutions Lab هو برنامج خدمات بحثية ومهنية تعاونية مزود بخبراء في الحوسبة الكمومية يمكنهم مساعدتك في استكشاف الحوسبة الكمومية على نحو أكثر فعالية والعمل على التغلب على التحديات التي تنشأ بمرور الوقت مع استخدام هذه التكنولوجيا الناشئة. يُرجى زيارة صفحة Quantum Solutions Lab على الويب لبدء الاستخدام.

س: كيف أتفاعل مع QSL؟

يمكنك طلب معلومات حول مشاركات QSL وشركائنا من خلال إرسال هذا النموذج والتعاون مع مدير حساب AWS الخاص بك.

ما تكلفة المشاركة في QSL؟

تختلف تكلفة المشاركة في QSL باختلاف مدة المشاركة وطبيعة احتياجاتك. يُرجى التواصل مع مدير حسابك لمعرفة المزيد من التفاصيل.

س: ما المدة القياسية للمشاركة في QSL؟

تمتد مشاركات QSL عادةً من 6 إلى 12 شهرًا.

س: هل أحتاج إلى السفر إلى QSL للمشاركة؟

يمكن إتمام العملية كلها عن بُعد، إذا لزم الأمر، وهذا أمر مُحتمل في ظل الجائحة الحالية. إلا أننا عادةً نلتقي وجهًا لوجه من أجل الشروع في مشاركات جديدة وتحديد سير العمل. سنزور بعد ذلك موقعك، حسب الحاجة، ولدينا نقاط مرحلية منتظمة نقوم فيها بعقد مؤتمرات الفيديو، بينما نتعاون عن بُعد بصفة منتظمة.

س: ما مركز AWS Center for Quantum Computing؟

يُعد AWS Center for Quantum Computing برنامجًا بحثيًا يضم باحثين ومهندسين من Amazon ومن المؤسسات الأكاديمية الرائدة في مجال الحوسبة الكمومية. يتعاونون سويًا في تطبيقات قصيرة المدى، وأنظمة تصحيح الأخطاء، وكذلك تصميمات الأجهزة، بالإضافة إلى نماذج البرمجة لاستكشاف تطوير التقنيات الكمومية. أنشأنا مركز AWS Center for Quantum Computing في حرم معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech). يتعاون حاليًا المركز مع باحثين في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، وجامعة ستانفورد، وجامعة هارفارد، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجامعة شيكاغو من خلال برنامج Amazon Scholars.

س: ما هو البحث الذي نشره مركز AWS فيما يخص الحوسبة الكمومية؟

ينشر فريق AWS Center for Quantum Computing بانتظام الأبحاث ويقدم أوراقًا علمية في مؤتمرات، مثل QIP وAPS وIEEE QCE حول الأجهزة الكمومية والخوارزميات وتصحيح الأخطاء والمجالات الأخرى. يتضمن البحث الجدير بالملاحظة ورقة حول «تصميم كمبيوتر كمومي يتحمل الأخطاء استنادًا إلى وحدات بايت شرودنجر كات». للحصول على منشورات بحثية أخرى، يرجى الاطلاع على صفحة منطقة أبحاث Amazon.Science Quantum Technologies.