Was ist Azure Quantum?

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Azure Quantum ist der Quantencomputing-Clouddienst von Azure. Er bietet eine breite Palette von Quantenhardware, Software und Lösungen in einem einzigen Clouddienst.

Mit Azure Quantum und dem Azure Quantum Development Kit (QDK) können Sie Ihre Quantenalgorithmen programmieren und diese Quantenlösungen dann innerhalb der vorhandenen Azure-Plattform anwenden.

Quantenprogrammierung mit dem Azure Quantum Development Kit

Die Quantenprogrammierung unterscheidet sich deutlich von der klassischen Programmierung und erfordert andere Tools, um die Denkweise hinter Quantenalgorithmen verstehen und ausdrücken zu können. Das Azure Quantum Development Kit (QDK) ist ein kostenloses Open Source Software Development Kit, mit dem Sie Quantenprogramme schreiben können.

Das QDK enthält Q#, eine Quantenprogrammiersprache auf hoher Ebene. Q# wurde entwickelt, um die Herausforderungen der Quanteninformationsverarbeitung zu bewältigen.

Es gibt viele Gründe, eine Quantenprogrammiersprache zu erstellen, aber die kurze Antwort wäre: weil wir Algorithmen schreiben möchten, nicht Schaltungen.

Als Quantenprogrammiersprache erfüllt Q# die folgenden Anforderungen:

  • Abstrakte Qubits: Quantenalgorithmen verwenden Qubits, die nicht an eine bestimmte Hardware oder ein bestimmtes Layout gebunden sind. Der Compiler und die Runtime verarbeiten die Zuordnung von Programm-Qubits zu physischen Qubits.
  • Quanten- und klassische Berechnung: Die Fähigkeit, klassische und Quantenberechnungen durchzuführen, ist in einem universellen Quantencomputer unerlässlich.
  • Gesetze der Physik: Quantenalgorithmen folgen den Regeln der Quantenphysik. Sie können z. B. den Qubit-Zustand nicht direkt kopieren oder abrufen.

Tipp

Wenn Sie mehr über Q# wissen möchten, lesen Sie das Modul Erstellen Ihres ersten Q#-Programms.

Mit dem QDK können Sie:

  • Schnelleres Schreiben von Code: Syntaxhervorhebung und intelligente Codevervollständigung mit IntelliSense und Schreiben ganzer Codeblöcke mit Copilot.
  • Zeichnen von Quantenschaltungsdiagrammen: Visualisieren Sie Ihre Quantenschaltungen mit der integrierten Schaltkreisdiagrammansicht.
  • Code auf Quantenhardware ausführen: Sie können Ihre Quantenprogramme auf realer Quantenhardware ausführen, z. B. IonQ, PASQAL, Quantinuum und Rigetti.
  • die Azure Quantum-Ressourcenschätzung ausführen: Schätzen Sie die Ressourcen, die zum Ausführen eines Quantenprogramms auf einem Quantencomputer erforderlich sind.

Ressourcenschätzung mit Azure Quantum

Beim Quantencomputing bietet die Ressourcenschätzung die Möglichkeit, die Ressourcen zu verstehen, d.h. die Anzahl der Qubits, die Anzahl der Quantengates oder die Verarbeitungszeit usw., die für die Ausführung Ihres Algorithmus erforderlich sind. Wenn Sie die Anzahl der Qubits verstehen, die für eine Quantenlösung erforderlich sind und die Unterschiede zwischen Qubit-Technologien, können Sie Ihre Quantenlösungen vorbereiten und verfeinern, um in Zukunft auf skalierten Quantenmaschinen ausgeführt zu werden.

Azure Quantum bietet ein kostenloses Tool zum Schätzen der Ressourcen Ihres Quantenprogramms. Mit der Azure Quantum-Ressourcenschätzung können Sie Architekturentscheidungen bewerten, Qubittechnologien vergleichen und die Ressourcen ermitteln, die zum Ausführen eines bestimmten Quantenalgorithmus erforderlich sind.

Wenn Sie mehr erfahren möchten, schauen Sie in das Modul Schätzen physischer Ressourcen für Quantenalgorithmen mithilfe des Azure Quantum-Ressourcenschätzers.

Quantenhardwareanbieter in Azure Quantum

In Azure Quantum können Sie verschiedene Quantenhardwareanbieter finden, die Ihnen helfen, sich auf die Zukunft skalierter Quantenmaschinen vorzubereiten. Im Gegensatz zu anderen Lösungen sind Sie nicht auf eine einzelne Hardwaretechnologie eingeschränkt und profitieren von einem umfassenden, den ganzen Technologiestapel abdeckenden Ansatz, der Ihre langfristigen Investitionen schützt.

  • IonQ: Dynamisch rekonfigurierbare Trapped-Ion-Quantencomputer für bis zu 11 voll verbundene Qubits. IonQ ermöglicht es Ihnen, ein Zwei-Qubit-Gate zwischen jedem Paar auszuführen.
  • PASQAL: Auf neutralen Atomen basierende Quantenprozessoren, die bei Raumtemperatur arbeiten, mit langen Kohärenzzeiten und beeindruckender Qubit-Konnektivität.
  • Quantinuum: Trapped-Ion-Systeme mit hoher Genauigkeit, voll verbundenen Qubits, niedrigen Fehlerraten, Wiederverwendung von Qubits und der Fähigkeit, Messungen in der Mitte von Schaltungen durchzuführen.
  • Rigetti: Gate-basierte supraleitende Prozessoren basierend auf anpassbaren Qubits. Der neueste Prozessor der Aspen-M-Familie basiert auf proprietärer skalierbarer Multi-Chip-Technologie, die geringe Wartezeit und parallele Ausführung ermöglicht.

Kostenloses Azure Quantum-Guthaben

Wenn Sie Azure Quantum zum ersten Mal verwenden, erhalten Sie automatisch kostenlos 500 USD in Azure Quantum-Guthaben für die Verwendung bei jedem teilnehmenden Quantenhardwareanbieter. Das ist richtig: Sie haben 500 USD, die Sie bei jedem der Quantenanbieter ausgeben können.

Der Verbrauch der Azure Quantum-Gutschriften basiert auf einem Ressourcenverbrauchsmodell, das von jedem Quantenanbieter definiert wird, und die Nutzungskosten werden von Ihren Gutschriften abgezogen.

Hinweis

Beachten Sie, dass Azure-Gutschriften und Azure Quantum-Gutschriften unterschiedliche Zuweisungen sind und nicht verwechselt werden sollten. Wenn Sie ein kostenloses Azure-Testkonto erstellen, erhalten Sie 200 USD kostenloses Azure-Guthaben, das Sie für Azure-Dienste verwenden können. Azure-Gutschriften können nicht bei Quantenhardwareanbietern verwendet werden.

Wenn ich kein Quantenexperte bin, kann ich Azure Quantum trotzdem verwenden?

Ja, natürlich. Azure Quantum macht Quantencomputing für alle Personen zugänglich, ganz gleich, ob sie ein Quantenentwickler, ein Forscher oder ein Enthusiast ist.

Azure Quantum integriert KI, um Sie zu unterstützen. Sie können Copilot in Azure Quantum verwenden, einen Quantum-fokussierten Chatbot, der Ihnen hilft, Code zu schreiben und Quantenkonzepte besser zu verstehen.

Wenn Sie durch praktische Übungen lernen möchten, probieren Sie Quantum Katas, eine Reihe von eigenverantwortlichen Lernprogrammen, die Ihnen Elemente des Quantencomputing und der Q#-Programmierung beibringen. Sie können auch die Q#-Quantenbeispiele erkunden.

Sie können auch von Experten und Enthusiasten über Blogs, Artikel und Videos lernen. Und Sie können einige Q#-Codebeispiele im Onlinecodeeditor ausprobieren.

Alle diese Tools sind kostenlos.

Grafikdiagramm: Tutorials, Beispiele und KI von Azure Quantum