Co je Azure Quantum?
Azure Quantum je služba cloudových kvantových výpočtů Azure s různorodou sadou kvantových řešení a technologií. Azure Quantum zajišťuje otevřenou, flexibilní a budoucí cestu k kvantovým výpočtům, která se přizpůsobí způsobu práce, zrychluje váš pokrok a chrání investice do technologií.
Azure Quantum poskytuje nejlepší vývojové prostředí pro vytváření kvantových algoritmů pro více platforem najednou a zachování flexibility pro ladění stejných algoritmů pro konkrétní systémy. Kód můžete napsat jednou a spustit ho beze změny oproti více targets členům stejné rodiny, což vám umožní soustředit se na programování na úrovni algoritmu.
Další informace o používání kvantových výpočtů a kvantových algoritmů najdete v tématu Principy kvantových výpočtů.
Jak začít s Azure Quantum?
Existují různé způsoby, jak začít s Azure Quantum. Můžete začít prozkoumáním webu Azure Quantum nebo vytvořením prvního pracovního prostoru Azure Quantum.
Web Azure Quantum
Azure Quantum (quantum.microsoft.com) je centrálním prostředkem pro zkoumání kvantových výpočtů. S využitím Copilotu ve službě Azure Quantum můžete pracovat s chatovacím robotem zaměřeným na kvantový graf, který vám pomůže psát kód a lépe porozumět kvantovým konceptům. Můžete se také učit od odborníků a nadšenců prostřednictvím blogů, článků a videí.
Vyzkoušejte ukázky kódu V# v online editoru kódu, Code with Azure Quantum, odešlete úlohu do cloudového emulátoru Quantinuum H-Series nebo jedním kliknutím v online editoru kódu, otevřete kód v editoru VS Code pro web a pokračujte v práci v předkonfiguračním kvantovém prostředí.
Web Azure Quantum je bezplatný a nevyžaduje účet Azure. Abyste mohli začít, stačí vám e-mailový účet Microsoft (MSA). Další informace najdete v tématu Prozkoumání Azure Quantum.
Azure Portal
Tip
Uživatelé poprvé automaticky získají bezplatné kredity Azure Quantum v USD 500 pro použití s každým účastníkem kvantového hardwaru.
Začít používat Azure Quantum je pro nové uživatele velmi snadné a bezplatné. K odeslání kvantových programů do Azure Quantum potřebujete jenom dvě věci:
Účet Azure: Pokud nemáte účet Azure, zaregistrujte se zdarma a zaregistrujte si předplatné s průběžným platbou. Pokud jste student, můžete využít bezplatný účet Azure pro studenty.
Pracovní prostor Azure Quantum: Pracovní prostor Azure Quantum je kolekce prostředků přidružených ke spouštění kvantových prostředků. Pokud chcete vytvořit pracovní prostor Azure Quantum, přejděte na web Azure Portal, vyberte Rychlé vytvoření a automaticky vytvoří pracovní prostor a přidá výchozí zprostředkovatele. Nebo vyberte Přejít na vytvořit a zadejte podrobnosti o vašem pracovním prostoru a zvolte poskytovatele.
Další informace najdete v tématu Vytvoření pracovního prostoru Azure Quantum.
Co je Q#?
Q# je opensourcový kvantový programovací jazyk pro vývoj a spouštění kvantových programů.
Kvantový program lze považovat za určitou sadu klasických podprogramů, které při zavolání provádějí výpočty interakcí s kvantovým systémem; Program napsaný v Q# nemodeluje přímo kvantový stav, ale popisuje, jak klasický řídicí počítač komunikuje s qubity. Díky tomu můžete být zcela nezávislí na tom, jaký kvantový stav je dokonce na každém target počítači, což může mít různé interpretace v závislosti na daném počítači.
Q# je samostatný jazyk nabízející vysokou úroveň abstrakce. Neexistuje žádný pojem o kvantovém stavu nebo okruhu; místo toho Q# implementuje programy z hlediska příkazů a výrazů, podobně jako klasické programovací jazyky. Jazyk Q# tedy podporuje integraci bohatých klasických a kvantových výpočtů.
Další informace najdete v tématu Úvod do jazyka Q#.
Jak můžu psát kvantové programy v Q#?
Azure Quantum nabízí Azure Quantum Development Kit (QDK). Pomocí sady QDK můžete psát kvantové programy V#, ladit kód, získávat zpětnou vazbu kódu v reálném čase a zvolit svůj target počítač. QDK je jediná vývojová sada připravená pro kvantové výpočty odolné proti chybám (FTQC).
Sada QDK nabízí dva způsoby spouštění kvantových programů v Azure Quantum:
- Online vývoj: Psaní kvantového kódu v online editoru kódu a v editoru Visual Studio Code pro web.
- Místní vývoj: Nainstalujte rozšíření QDK pro Visual Studio Code a místně napište kvantový kód. Další informace najdete v tématu Instalace sady QDK ve VS Code.
Kromě podpory pro Q# nabízí QDK podporu pro Qiskit a Cirq pro kvantové výpočty, takže pokud už pracujete v jiných vývojových jazycích, můžete také spouštět své okruhy v Azure Quantum.
Poznámka:
K provozování místních kvantových programů na poskytovatelích Azure Quantum se vyžaduje pracovní prostor Azure Quantum. Další informace najdete v tématu Vytvoření pracovního prostoru Azure Quantum.
Co je hybridní kvantové výpočty?
Hybridní kvantové výpočty odkazují na procesy a architekturu klasického počítače a kvantového počítače, který spolupracuje na řešení problému. S nejnovější generací hybridní architektury kvantového computingu, která je k dispozici v Azure Quantum, můžete začít s programováním kvantových počítačů tím, že budete kombinovat klasické a kvantové instrukce.
Další informace najdete v tématu Hybridní kvantové výpočty.
Odhad prostředků v kvantových výpočtech
V kvantových výpočtech je odhad prostředků schopnost pochopit prostředky, tj. počet qubitů, počet kvantových bran, dobu zpracování atd., který bude vyžadován pro daný algoritmus za předpokladu (nebo převzetí jako parametrů) určitých hardwarových charakteristik. Pochopení počtu qubitů potřebných pro kvantové řešení a rozdíly mezi technologiemi qubitů umožňuje inovátorům připravit a upřesnit jejich kvantová řešení tak, aby běžela na budoucích škálovaných kvantových počítačích a nakonec urychlila jejich kvantový dopad.
Nástroj pro odhad prostředků Azure Quantum umožňuje vyhodnotit rozhodnutí o architektuře, porovnat technologie qubitu a určit prostředky potřebné k provedení daného kvantového algoritmu speciálně pro škálované systémy odolné proti chybám. Můžete si vybrat z předem definovaných protokolů odolných proti chybám a zadat předpoklady základního fyzického qubitového modelu.
Estimátor prostředků Azure Quantum vypočítá odhad fyzického prostředku po rozložení tak, že vezme v úvahu sadu vstupů, jako jsou parametry qubitu, kód opravy kvantových chyb (QEC), rozpočet chyb a další parametry . Program (QIR) přebírá Quantum Intermediate Representation jako vstup, a proto podporuje jakýkoli jazyk, který se překládá na QIR, například můžete použít estimátor prostředků Azure Quantum s Q# a Qiskitem.
Poskytovatelé dostupné v Azure Quantum
Azure Quantum nabízí některé z nejvýraznějších a různorodých kvantových prostředků, které jsou dnes dostupné od vedoucích pracovníků z oboru. Azure Quantum v současné době spolupracuje s následujícími poskytovateli, kteří vám umožní spouštět kvantové programy V# na skutečném hardwaru a možnost otestovat kód na simulovaných kvantových počítačích.
Vyberte poskytovatele, který nejlépe vyhovuje charakteristikám vašeho problému a vašich potřeb.
- IONQ: Dynamicky rekonfigurovatelné zachytané kvantové počítače ion pro až 11 plně připojených qubitů, které umožňují spustit bránu dvou qubitů mezi libovolnou dvojicí.
- PASQAL (Private Preview): Neutrální kvantové procesory založené na atomech provozované při pokojové teplotě s dlouhou soudržností a působivým připojením qubitu.
- Quantinuum: Systémy trapped-ion s vysokou věrností, plně připojenými qubity, nízkými mírami chyb, opětovným použitím qubitu a schopností provádět měření středního okruhu.
- Rigetti: Systémy Rigetti jsou poháněny superkondukčními qubitovými kvantovými procesory. Nabízejí rychlé doby hradlů, podmíněnou logiku s nízkou latencí a časy rychlého provádění programu.
Další informace o specifikacích jednotlivých poskytovatelů najdete v úplném seznamu kvantových výpočtůtarget.
Zprostředkovatelé připravujeme
- Quantum Circuits, Inc: Full-stack superconducting circuits, with real-time feedback that enables error correction, encoding-agnostic entangangling gates.
Související obsah
Začněte používat Azure Quantum: