Configuración del kit de desarrollo de Quantum

Obtenga información sobre las diferentes opciones de entorno disponibles para desarrollar aplicaciones de optimización y computación cuántica mediante el servicio Azure Quantum .

Cada entorno usa el Kit de desarrollo de Quantum (QDK), un conjunto de herramientas de código abierto que incluye el lenguaje Q# de programación cuántica y las bibliotecas complementarias. Con el QDK, puede desarrollar aplicaciones de computación cuántica mediante diferentes IDE y lenguajes, y ejecutarlas en simuladores cuánticos o hardware cuántico mediante Azure Quantum.

El QDK proporciona:

  • Paquetes de Python para enviar aplicaciones qiskit y cirq, Q# aplicaciones o problemas de optimización (QIO) al servicio Azure Quantum
  • El lenguaje de programación Q# y las bibliotecas.
  • El kernel de IQ# para ejecutar Q# en Jupyter Notebook.
  • Extensiones para Visual Studio Code y Visual Studio.
  • Extensión de la CLI de Azure para administrar el servicio Azure Quantum y enviar aplicaciones Q#
  • API para usar Python y lenguajes .NET (C#, F# y VB.NET) con Q#

Elija entre varias opciones de entorno de desarrollo:

Cuadernos de Jupyter Notebook

Jupyter Notebook permite la ejecución de código en contexto junto con instrucciones, notas y otro contenido. Este entorno es ideal para escribir código y Q# Python con explicaciones incrustadas o crear tutoriales interactivos de computación cuántica. El entorno de Jupyter Notebooks está integrado en el portal de Azure Quantum o se puede instalar en el equipo local.

Nota:

El acceso al hardware cuántico remoto y el envío de trabajos al servicio Azure Quantum requiere una cuenta de Azure con una suscripción activa. También puede crear una cuenta de forma gratuita.

El portal de Azure Quantum proporciona un entorno de desarrollo integrado donde puede crear, cargar, almacenar y ejecutar el código cuántico en Jupyter Notebooks, mediante simuladores cuánticos y destinos de hardware cuántico. Se proporciona una galería de cuadernos de Jupyter Notebook de ejemplo para empezar a trabajar con la programación cuántica en Q#, ejecutar circuitos Qiskit y Cirq, o enviar problemas de optimización. Desde el portal, también puede administrar áreas de trabajo cuánticas, trabajos, actividad, créditos y uso y control de acceso. Para empezar, consulte Creación de un área de trabajo de Azure Quantum.

Sugerencia

Los usuarios de primera vez obtienen automáticamente 500 USD gratis (USD)Créditos de Azure Quantum para su uso con cada proveedor de hardware cuántico participante. Si ha consumido todos los créditos y necesita más, puede solicitar participar en el programa Créditos de Azure Quantum.

Uso del IDE y el idioma preferidos localmente y envío de trabajos a Azure Quantum

La instalación de QDK en el equipo local proporciona compatibilidad con Jupyter Notebooks, Python y Q#, junto con extensiones para Visual Studio Code y Visual Studio. Desarrolle aplicaciones de computación cuántica en su IDE y lenguaje preferidos y ejecútelos en simuladores cuánticos, hardware cuántico o solucionadores de optimización mediante el servicio Azure Quantum.

Algunos escenarios en los que puede preferir un entorno local:

  • Tiene un entorno personalizado o herramientas preferidas que no están disponibles en línea.
  • Necesita el control de código fuente en el proyecto.
  • Está trabajando con un proyecto de varios archivos.

Opciones de instalación del portal

Nota:

El acceso al hardware cuántico remoto y el envío de trabajos al servicio Azure Quantum requiere una cuenta de Azure con una suscripción activa. También puede crear una cuenta de forma gratuita.

Seleccione el IDE que prefiera:

Uso Q# y Python con Visual Studio y Visual Studio Code

Aunque puede compilar Q# aplicaciones en cualquier IDE, se recomienda usar Visual Studio Code (VS Code) o el IDE de Visual Studio para desarrollar Q# las aplicaciones. El desarrollo en cualquiera de estos entornos aprovecha la funcionalidad enriquecida de la extensión Quantum Development Kit (QDK), que incluye el envío de trabajos cuánticos a través de la CLI de Azure, advertencias, resaltado de sintaxis, plantillas de proyecto, etc.

Requisito previo

Azure CLI

La CLI de Azure es el método preferido para enviar trabajos cuánticos mediante una ventana de terminal en VS Code o Visual Studio.

  • Instale la CLI de Azure.

  • Instale la extensión de la CLI quantum de Azure más reciente. Abra un símbolo del sistema y ejecute el comando siguiente:

    az extension add --upgrade -n quantum
    
    

Configure el QDK para su entorno preferido desde una de las siguientes opciones:

  1. Descargue e instale VS Code 1.52.0 o versiones posteriores (Windows, Linux y Mac).
  2. Instale el QDK para VS Code.

Nota:

Si es un usuario de Mac basado en Arm, asegúrese de instalar el SDK de .NET 6.0 o superior, ya que las versiones anteriores no se admiten en esta arquitectura.

Para probar el entorno, consulte Envío Q# de trabajos a Azure Quantum.

Uso de Python con Qiskit o Cirq, o solucionadores de optimización de Azure Quantum

Puede usar el azure-quantum paquete de Python para enviar y ejecutar trabajos de Qiskit o Cirq, o enviar trabajos de optimización de inspiración cuántica a los solucionadores de optimización de Azure Quantum.

Para instalar el paquete de azure-quantum Python

  1. Instale Python 3.9 o posterior si aún no lo ha hecho.

  2. Instale PIP y asegúrese de que tiene la versión 19.2 o posterior.

  3. Instale el paquete azure-quantum de Python. Use la marca --upgrade para asegurarse de obtener la última versión.

    Para instalar el paquete azure-quantum sin ninguna dependencia opcional, ejecute:

    pip install --upgrade azure-quantum
    

    Para instalar las dependencias opcionales necesarias para enviar programas de Qiskit, realice la instalación con la etiqueta [qiskit]:

    pip install --upgrade azure-quantum[qiskit]
    

    Para instalar las dependencias opcionales necesarias para enviar programas de Cirq, realice la instalación con la etiqueta [cirq]:

    pip install --upgrade azure-quantum[cirq]
    

Para probar el entorno, consulte Creación de un generador de números aleatorios basado en quantum o Envío de un circuito con Qiskit.

Uso Q# y Python con cuadernos de Jupyter Notebook

Todos los componentes necesarios para un entorno de Juptyer Notebooks se pueden configurar con una única instalación de Conda.

Nota:

Aunque se recomienda una instalación de Conda, si prefiere no instalar Conda, también puede configurar el entorno mediante la CLI de .NET.

  1. Instale Miniconda o Anaconda. Consulte la guía de instalación si no está seguro de los pasos. Nota: Se necesita una instalación de 64 bits.

  2. Inicialice conda para el shell que prefiera con el comando de inicialización conda init. Los pasos siguientes están adaptados a su sistema operativo:

    (Windows) Abra un símbolo del sistema de Anaconda; para ello, búsquelo en el menú Inicio. A continuación, ejecute el comando de inicialización para el shell, por ejemplo, conda init powershell cmd.exe configurará el Windows PowerShell y el símbolo del sistema. A continuación, puede cerrar este símbolo del sistema.

    Importante

    Para trabajar con PowerShell, Conda configurará un script de inicio para que se ejecute cada vez que inicie una instancia de PowerShell. De manera predeterminada, la ejecución del script se bloqueará en Windows y requiere modificar la directiva de ejecución de PowerShell con el siguiente comando (ejecutado desde PowerShell):

    Set-ExecutionPolicy -Scope CurrentUser RemoteSigned
    

    (Linux) Si no lo ha hecho durante la instalación, puede inicializar Conda ahora. Abra un terminal y vaya al directorio bin dentro de la ubicación de instalación seleccionada (por ejemplo, /home/ubuntu/miniconda3/bin). A continuación, ejecute el comando adecuado para el shell; por ejemplo, ./conda init bash. Cierre el terminal para que los cambios surtan efecto.

  3. Desde un nuevo terminal, cree y active un nuevo entorno de Conda llamado qsharp-env con los paquetes necesarios (incluidos Jupyter Notebook e IQ#) mediante la ejecución de los siguientes comandos:

    conda create -n qsharp-env -c microsoft qsharp notebook
    
    conda activate qsharp-env
    
  4. Finalmente, ejecute python -c "import qsharp" para comprobar la instalación y rellenar la memoria caché del paquete local con todos los componentes necesarios del QDK.

Ahora tiene el paquete qsharp de Python y el kernel IQ# para Jupyter, lo que le permite compilar y ejecutar Q# operaciones desde Python y Q# Jupyter Notebooks. Para probar el entorno, consulte Envío de un programa cuántico.

Uso del QDK con una imagen de Docker preconfigurada (avanzada)

Puede usar nuestra imagen de Docker del QDK en su instalación de Docker local o en la nube mediante cualquier servicio que admita imágenes de Docker, como ACI.

Puede descargar la imagen de Docker de IQ# de https://github.com/microsoft/iqsharp/#using-iq-as-a-container.

También puede usar Docker con un contenedor de desarrollo remoto de Visual Studio Code para definir rápidamente los entornos de desarrollo. Para más información sobre los contenedores de desarrollo de VS Code, consulte https://github.com/microsoft/Quantum/tree/master/.devcontainer.

Pasos siguientes

Con Azure Portal:

Con el entorno local: