Erste Schritte mit Azure Quantum Development Kit (Modern QDK)

Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Umgebungsoptionen, die für die Entwicklung von Quantencomputing mit dem Azure Quantum-Dienst verfügbar sind. Jede Umgebung verwendet azure Quantum Development Kit (Modern QDK), eine Open Source Satz von Tools, die die Quantenprogrammiersprache Q# und die zugehörigen Bibliotheken enthält. Mit dem QDK können Sie Quantencomputinganwendungen mit verschiedenen IDEs und Sprachen entwickeln und mit Azure Quantum auf Quantensimulatoren oder Quantenhardware ausführen.

Ausführen von Quantenprogrammen

Azure Quantum bietet mehrere Umgebungen, um mit der Quantenprogrammierung zu beginnen.

  Azure Quantum-Website Visual Studio Code (Web) Azure portal Visual Studio Code
Q# Integrierte Unterstützung *
Jupyter Notebooks  
Ressourcenschätzung  
QPU-Zugriff  
(mit Azure-Abonnement)

(mit Azure-Abonnement)

(mit Azure-Abonnement)
Python-Unterstützung    
Qiskit- und Cirq-Unterstützung    
Integrierte Hybride      
(mit klassischem QDK)
Lokale Einrichtung      

* VS Code und VS Code (Web) bieten umfassende Q# Sprachunterstützung wie IntelliSense und Debuggen.

Die Azure Quantum-Website

Auf der Azure Quantum-Website können Sie Code direkt in Ihrem Browser im Onlinecode-Editor schreiben und ausführen Q# und Ihren Code mit einem Klick direkt in VS Code im Web öffnen . Es ist keine Installation oder ein Azure-Konto erforderlich. Schreiben Sie Ihren eigenen Q# Code, verwenden Sie die integrierten Beispiele, oder fordern Sie copilot in Azure Quantum auf, Code zu erstellen Q# . Weitere Informationen finden Sie unter Erkunden von Azure Quantum.

Das Azure Quantum-Portal

Das Azure Quantum-Portal bietet eine Entwicklungsumgebung ohne Installation, in der Sie Ihren Quantencode in Jupyter Notebooks auf einem Quantensimulator oder quantenhardware targetserstellen, hochladen, speichern und ausführen können. Ein Katalog von Jupyter Notebooks-Beispielen wird bereitgestellt, um Ihnen den Einstieg in die Quantenprogrammierung in Q#, Python und das Ausführen von Qiskit- und Cirq-Leitungen zu erleichtern. Über das Portal können Sie auch Quantenarbeitsbereiche, Aufträge, Aktivitäten, Gutschriften und Nutzung sowie Zugriffssteuerung verwalten. Informationen zu den ersten Schritten finden Sie unter Erstellen eines Azure Quantum-Arbeitsbereichs.

Tipp

Erstmalige Benutzer erhalten automatisch kostenlose Azure Quantum-Gutschriften in Höhe von 500 USD für die Verwendung mit jedem teilnehmenden Quantenhardwareanbieter. Wenn Sie das gesamte Guthaben verbraucht haben und mehr benötigen, können Sie sich für das Azure Quantum Credits-Programm bewerben.

Visual Studio Code

Die Modern QDK VS Code-Erweiterung ist die neueste Version der Q# Sprach- und Quantenentwicklungstools. Mit einem geringeren Speicherbedarf und schnellerer Leistung bietet es eine optimierte Installation, Sprachverbesserungen, integrierte Python-, Jupyter Notebook- und Qiskit-Unterstützung, integrierte Azure-Konnektivität zum Übermitteln von Aufträgen an Quantenhardware, Debuggerunterstützung sowie verbesserte Syntaxherhebungen und Fehlermeldungen. Das moderne QDK ist plattformunabhängig und wird unter Windows, Mac, Linux und dem Web ausgeführt. Informationen zur Einrichtung finden Sie unter Installieren des modernen QDK.

Visual Studio Code im Web

VS Code im Web ist eine kostenlose Ressource, die die gleichen Leistungs-, Azure-Konnektivitäts- und Q# Sprachfeatures (z. B. Syntaxhervorhebung, IntelliSense und Debuggen) bietet wie die installierte Version von VS Code, abzüglich einiger erweiterter Features (siehe Vergleichstabelle ). vscode.dev/quantum bietet eine vorkonfigurierte Quantenumgebung, und vscode.dev/quantum/playground/ bietet eine vorkonfigurierte Quantenumgebung, Beispielcode und Lerninhalte, um Sie in den Betrieb zu bringen.

Hinweis

Wenn Sie bereits eine Python- und Jupyter Notebook-Umgebung auf Ihrem Computer konfiguriert haben, können Sie über VS Code im Web eine Verbindung mit Ihrem Jupyter-Server herstellen und Notebooks ausführenQ#. Weitere Informationen finden Sie unter Herstellen einer Verbindung mit einem Jupyter-Remoteserver über vscode.dev.

Installieren des modernen QDK in VS Code

Hinweis

Befolgen Sie die Deinstallationsanweisungen in Schritt 2, um mögliche Konflikte mit der Paketversion zu vermeiden.

So installieren Sie das moderne QDK:

  1. Deaktivieren oder deinstallieren Sie in VS Code die Microsoft-Erweiterung Quantum Development Kit .
  2. Ausführen von python -m pip uninstall qsharp qsharp-core qsharp-chemistry azure-quantum
  3. Installieren Sie bei Bedarf die neueste Version von VS Code , oder öffnen Sie VS Code im Web.
  4. Installieren Sie die Azure-Erweiterung Quantum Development Kit .

Das ist alles. Sie können jetzt Programme für den integrierten Quantensimulator schreiben, debuggen und ausführen Q# , oder wenn Sie bereits über ein Azure-Konto verfügen, Programme verbinden und an Quantenhardware senden Q# , alles über VS Code.

Informationen zum Testen Ihres Setups finden Sie unter Übermitteln von Q# Aufträgen an Azure Quantum.

Hinzufügen von Unterstützung für Python und Jupyter Notebooks

Mit der hinzugefügten Python-Unterstützung können Sie Code aus Ihren Python-Programmen oder Jupyter Notebooks einbetten oder aufrufen Q# und im integrierten Quantensimulator ausführen oder eine Verbindung mit Ihrem Azure-Arbeitsbereich herstellen und Ihre Aufträge an Quantenhardware übermitteln, alles von VS Code.

Voraussetzungen

  • Eine Python-Umgebung (3.9 oder höher, 3.11 empfohlen), in der Python und Pip installiert sind.
  • VS Code mit installierter moderner QDK-Erweiterung.

So fügen Sie Python- und Jupyter Notebook-Unterstützung hinzu:

  1. Installieren Sie die Python - und Jupyter-Erweiterungen für VS Code.

  2. Installieren Sie die qsharp Pakete und azure-quantum :

    python -m pip install qsharp azure-quantum
    
  3. Installieren Sie azure-quantum für Qiskit- oder Cirq-Unterstützung mithilfe der Parameter [qiskit] oder [cirq]:

    Wichtig

    Wenn Sie ein Update aus einer früheren Qiskit-Umgebung durchführen, lesen Sie Aktualisieren des azure-quantum-Pakets mit Qiskit-Unterstützung.

    python -m pip install azure-quantum[qiskit]
    or
    python -m pip install azure-quantum[cirq]
    or
    python -m pip install azure-quantum[qiskit, cirq]
    
  4. Installieren Sie optionale Python-Pakete, die Sie möglicherweise benötigen, um Ergebnisse anzuzeigen und in Jupyter Notebooks zu arbeiten:

    python -m pip install ipykernel ipympl jupyterlab
    

Informationen zum Testen Ihres Setups finden Sie unter Übermitteln Q# von Aufträgen mit Python oder Übermitteln Q# von Aufträgen mit Jupyter Notebooks.

Hinzufügen von Unterstützung für Azure CLI

Die Azure CLI ist eine optionale Methode zum Übermitteln von Quantenaufträgen über ein Terminalfenster in VS Code.

  1. Installieren Sie die Azure CLI.

  2. Installieren Sie die neueste Azure CLI-Erweiterung quantum . Öffnen Sie eine Eingabeaufforderung, und führen Sie den folgenden Befehl aus:

    az extension add \
        --upgrade \
        -n quantum
    

Informationen zum Testen Ihres Setups finden Sie unter Übermitteln von Q# Aufträgen an Azure Quantum.

Kompatibilität mit dem klassischen QDK

Weitere Informationen finden Sie unter Neuerungen im modernen QDK.

  • Das moderne QDK ist nicht vollständig abwärtskompatibel mit dem vorherigen klassischen QDK. Nicht alle APIs wurden portiert, und vorhandene Projektdateien werden nicht erkannt. Ihre aktuellen Programme und Projekte können erhebliche Änderungen und Updates erfordern. Weitere Informationen finden Sie unter Migrieren ihres Codes zum modernen QDK und Neuerungen im modernen QDK.
  • Die Moderne QDK-Erweiterung und die vorherige klassische QDK-Erweiterung können gleichzeitig in VS Code installiert werden, aber beide können nicht gleichzeitig aktiviert werden. Wenn Sie ausschließlich mit dem modernen QDK arbeiten oder Ihre Programme Features benötigen, die im modernen QDK noch nicht unterstützt werden (z. B. hybrides Quantencomputing), aktivieren Sie nur jeweils eine Erweiterung. Weitere Informationen finden Sie unter Weiterarbeiten im klassischen QDK.
  • Die Azure Quantum-Website und azure Quantum-Portalumgebungen verwenden ausschließlich das moderne QDK.

Weiterarbeiten im klassischen QDK

Einige Features, z. B. Hybrid Computing, werden im modernen QDK noch nicht unterstützt. So verwenden Sie weiterhin die klassische QDK-Umgebung für diese Funktionalität:

  1. Wenn Sie eine der modernen QDK-Komponenten installiert haben:
    1. Deaktivieren oder deinstallieren Sie in VS Code die Azure-Erweiterung Quantum Development Kit .
    2. Ausführen von python -m pip uninstall qsharp
  2. Aktivieren oder installieren Sie in VS Code die Microsoft-Erweiterung Quantum Development Kit .
  3. python -m pip install qsharp<1.0 ausführen.

Über das Azure-Portal: