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# Amazon Braket의 양자 작업 예제
이 섹션에서는 디바이스 선택부터 결과 보기에 이르기까지 예제 양자 작업을 실행하는 단계를 안내합니다. Amazon Braket의 모범 사례로, SV1과 같은 시뮬레이터에서 회로를 실행하여 시작하는 것이 좋습니다.
**Topics**
+ [디바이스 지정](#braket-example-specify-device)
+ [예제 양자 작업 제출](#braket-submit-example-task)
+ [파라미터화된 작업 제출](#braket-submit-parametrized-task)
+ [shots을 지정합니다.](#braket-shots)
+ [결과에 대한 폴링](#braket-polling-results)
+ [예제 결과 확인](#braket-example-results)
## 디바이스 지정
먼저, 양자 작업에 사용할 디바이스를 선택하고 지정합니다. 이 예제에서는 시뮬레이터 SV1을 선택하는 방법을 보여줍니다.
```
from braket.aws import AwsDevice
# Choose the on-demand simulator to run the circuit
device = AwsDevice("arn:aws:braket:::device/quantum-simulator/amazon/sv1")
```
이 디바이스의 몇 가지 속성은 다음과 같이 확인할 수 있습니다.
```
print(device.name)
for iter in device.properties.action['braket.ir.jaqcd.program']:
print(iter)
```
```
SV1
('version', ['1.0', '1.1'])
('actionType', 'braket.ir.jaqcd.program')
('supportedOperations', ['ccnot', 'cnot', 'cphaseshift', 'cphaseshift00', 'cphaseshift01', 'cphaseshift10', 'cswap', 'cy', 'cz', 'ecr', 'h', 'i', 'iswap', 'pswap', 'phaseshift', 'rx', 'ry', 'rz', 's', 'si', 'swap', 't', 'ti', 'unitary', 'v', 'vi', 'x', 'xx', 'xy', 'y', 'yy', 'z', 'zz'])
('supportedResultTypes', [ResultType(name='Sample', observables=['x', 'y', 'z', 'h', 'i', 'hermitian'], minShots=1, maxShots=100000), ResultType(name='Expectation', observables=['x', 'y', 'z', 'h', 'i', 'hermitian'], minShots=0, maxShots=100000), ResultType(name='Variance', observables=['x', 'y', 'z', 'h', 'i', 'hermitian'], minShots=0, maxShots=100000), ResultType(name='Probability', observables=None, minShots=1, maxShots=100000), ResultType(name='Amplitude', observables=None, minShots=0, maxShots=0)])
('disabledQubitRewiringSupported', None)
```
## 예제 양자 작업 제출
온디맨드 시뮬레이터에서 실행할 예제 양자 작업을 제출합니다.
```
from braket.circuits import Circuit, Observable
# Create a circuit with a result type
circ = Circuit().rx(0, 1).ry(1, 0.2).cnot(0, 2).variance(observable=Observable.Z(), target=0)
# Add another result type
circ.probability(target=[0, 2])
# Set up S3 bucket (where results are stored)
my_bucket = "amazon-braket-s3-demo-bucket" # The name of the bucket
my_prefix = "your-folder-name" # The name of the folder in the bucket
s3_location = (my_bucket, my_prefix)
# Submit the quantum task to run
my_task = device.run(circ, s3_location, shots=1000, poll_timeout_seconds=100, poll_interval_seconds=10)
# The positional argument for the S3 bucket is optional if you want to specify a bucket other than the default
# Get results of the quantum task
result = my_task.result()
```
`device.run()` 명령은 `CreateQuantumTask` API를 통해 양자 작업을 생성합니다. 짧은 초기화 시간 후, 양자 작업은 디바이스에서 양자 작업을 실행할 수 있는 용량이 생길 때까지 대기열에 추가됩니다. 이 경우 디바이스는 SV1입니다. 디바이스가 계산을 완료한 후 Amazon Braket은 직접 호출 시 지정된 Amazon S3 위치에 결과를 기록합니다. 위치 인수 `s3_location`은 로컬 시뮬레이터를 제외한 모든 디바이스에 필요합니다.
**참고**
Braket 양자 작업 관련 작업은 크기가 3MB로 제한됩니다.
## 파라미터화된 작업 제출
Amazon Braket 온디맨드 및 로컬 시뮬레이터와 QPU는 작업 제출 시 자유 파라미터 값을 지정하는 것도 지원합니다. 다음 예제와 같이 `device.run()`에 `inputs` 인수를 사용하여 이 작업을 수행할 수 있습니다. `inputs`는 키가 파라미터 이름인 문자열-부동 소수점 쌍의 딕셔너리여야 합니다.
파라메트릭 컴파일은 특정 QPU에서 파라메트릭 회로 실행 성능을 향상할 수 있습니다. 파라메트릭 회로를 지원되는 QPU에 양자 작업으로 제출할 때 Braket은 회로를 한 번 컴파일하고 결과를 캐싱합니다. 동일한 회로에 대한 후속 파라미터 업데이트는 재컴파일되지 않으므로 동일한 회로를 사용하는 작업의 런타임이 단축됩니다. Braket은 회로를 컴파일할 때 하드웨어 공급자의 업데이트된 보정 데이터를 자동으로 사용하여 최고 품질의 결과를 보장합니다.
**참고**
파라메트릭 컴파일은 펄스 레벨 프로그램을 제외한 Rigetti Computing의 모든 초전도 게이트 기반 QPU에서 지원됩니다.
```
from braket.circuits import Circuit, FreeParameter, Observable
# Create the free parameters
alpha = FreeParameter('alpha')
beta = FreeParameter('beta')
# Create a circuit with a result type
circ = Circuit().rx(0, alpha).ry(1, alpha).cnot(0, 2).xx(0, 2, beta)
circ.variance(observable=Observable.Z(), target=0)
# Add another result type
circ.probability(target=[0, 2])
# Submit the quantum task to run
my_task = device.run(circ, inputs={'alpha': 0.1, 'beta': 0.2}, shots=100)
```
## shots을 지정합니다.
shots 인수는 원하는 측정 shots 수를 나타냅니다. SV1과 같은 시뮬레이터는 두 가지 시뮬레이션 모드를 지원합니다.
+ shots = 0의 경우 시뮬레이터는 정확한 시뮬레이션을 수행하여 모든 결과 유형에 대한 참 값을 반환합니다. (TN1에서는 아직 사용할 수 없음)
+ shots 값이 0이 아닌 경우, 시뮬레이터는 출력 분포에서 샘플링하여 실제 QPU의 shot 노이즈를 에뮬레이션합니다. QPU 디바이스는 shots > 0만 허용합니다.
양자 작업당 최대 샷 수에 대한 자세한 내용은 [Braket 할당량](braket-quotas.md)을 참조하세요.
## 결과에 대한 폴링
`my_task.result()`를 실행하면 SDK는 양자 작업 생성 시 정의한 파라미터로 결과에 대한 폴링을 시작합니다.
+ `poll_timeout_seconds`는 온디맨드 시뮬레이터 및/또는 QPU 디바이스에서 양자 작업을 실행할 때 시간이 초과되기 전에 양자 작업을 폴링하는 초의 수입니다. 기본값은 432,000초(5일)입니다.
+ **참고:** Rigetti 및 IonQ와 같은 QPU 디바이스의 경우 며칠 정도 허용하는 것이 좋습니다. 폴링 시간 초과가 너무 짧으면 폴링 시간 내에 결과가 반환되지 않을 수 있습니다. 예를 들어 QPU를 사용할 수 없는 경우 로컬 시간 초과 오류가 반환됩니다.
+ `poll_interval_seconds`는 양자 작업이 폴링되는 빈도입니다. 온디맨드 시뮬레이터 및 QPU 디바이스에서 양자 작업이 실행될 때 상태를 가져오기 위해 Braket API를 직접적으로 호출하는 빈도를 지정합니다. 기본값은 1초입니다.
이 비동기 실행은 항상 사용할 수 있는 것은 아닌 QPU 디바이스와의 상호 작용을 용이하게 합니다. 예를 들어 정기 유지 관리 기간 동안에는 디바이스를 사용하지 못할 수 있습니다.
반환된 결과에는 양자 작업과 관련된 다양한 메타데이터가 포함됩니다. 다음 명령을 사용하여 측정 결과를 확인할 수 있습니다.
```
print('Measurement results:\n', result.measurements)
print('Counts for collapsed states:\n', result.measurement_counts)
print('Probabilities for collapsed states:\n', result.measurement_probabilities)
```
```
Measurement results:
[[1 0 1]
[0 0 0]
[0 0 0]
...
[0 0 0]
[0 0 0]
[1 0 1]]
Counts for collapsed states:
Counter({'000': 766, '101': 220, '010': 11, '111': 3})
Probabilities for collapsed states:
{'101': 0.22, '000': 0.766, '010': 0.011, '111': 0.003}
```
## 예제 결과 확인
`ResultType`도 지정했으므로 반환된 결과를 볼 수 있습니다. 결과 유형은 회로에 추가된 순서대로 표시됩니다.
```
print('Result types include:\n', result.result_types)
print('Variance=', result.values[0])
print('Probability=', result.values[1])
# Plot the result and do some analysis
import matplotlib.pyplot as plt
plt.bar(result.measurement_counts.keys(), result.measurement_counts.values())
plt.xlabel('bitstrings')
plt.ylabel('counts')
```
```
Result types include:
[ResultTypeValue(type=Variance(observable=['z'], targets=[0], type=), value=0.693084), ResultTypeValue(type=Probability(targets=[0, 2], type=), value=array([0.777, 0. , 0. , 0.223]))]
Variance= 0.693084
Probability= [0.777 0. 0. 0.223]
Text(0, 0.5, 'counts')
```
![\[다양한 비트 문자열에 대한 카운트 수를 보여주는 막대형 차트로, "000"의 가장 높은 막대에는 700개가 넘는 카운트가 포함되어 있습니다.\]](http://docs.aws.amazon.com/ko_kr/braket/latest/developerguide/images/demo-result.png)