Configurer le Quantum Development Kit

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Découvrez les différentes options d’environnement disponibles pour développer des applications d’informatique quantique et d’optimisation à l’aide du service Azure Quantum .

Chaque environnement utilise le Quantum Development Kit (QDK), un ensemble open source d’outils qui inclut le langage Q# de programmation quantique et les bibliothèques associées. Avec le QDK, vous pouvez développer des applications d’informatique quantique à l’aide de différents IDE et langages, et les exécuter sur des simulateurs quantiques ou du matériel quantique à l’aide d’Azure Quantum.

Notes

Avec le site web Azure Quantum, vous pouvez exécuter Q# du code dans votre navigateur sans aucune configuration requise. Pour plus d’informations, consultez Explorer Azure Quantum.

Le QDK fournit :

  • Packages Python pour envoyer Qiskit, Cirq et Q# applications au service Azure Quantum
  • Le langage de programmation Q# et les bibliothèques
  • Le noyau IQ# pour exécuter Q# sur Jupyter Notebook
  • Des extensions pour Visual Studio Code et Visual Studio
  • Une extension Azure CLI pour gérer le service Azure Quantum et soumettre des applications Q#
  • Des API pour utiliser les langages Python et .NET (C#, F# et VB.NET) avec Q#

Choisissez parmi plusieurs options d’environnement de développement :

Notebooks Jupyter

Les notebooks Jupyter permettent l’exécution de code sur place avec les instructions, les notes et autre contenu. Cet environnement est idéal pour l’écriture de Python et Q# de code avec des explications incorporées ou la création de tutoriels interactifs sur l’informatique quantique. L’environnement Jupyter Notebooks est intégré au portail Azure Quantum ou peut être installé sur votre ordinateur local.

Notes

L’accès au matériel quantique distant et l’envoi de travaux au service Azure Quantum nécessitent un compte Azure avec un abonnement actif. Vous pouvez créer un compte gratuitement.

Le portail Azure Quantum fournit un environnement de développement intégré dans lequel vous pouvez créer, charger, stocker et exécuter votre code quantique dans Jupyter Notebooks, à l’aide de simulateurs quantiques et de matériel targetsquantique . Une galerie d’exemples de notebooks Jupyter est fournie pour vous aider à démarrer avec la programmation quantique dans Q#, exécuter des circuits Qiskit et Cirq, ou soumettre des problèmes d’optimisation. À partir du portail, vous pouvez également gérer les espaces de travail quantiques, les travaux, l’activité, les crédits et l’utilisation, ainsi que le contrôle d’accès. Pour commencer, consultez Créer un espace de travail Azure Quantum.

Conseil

Les utilisateurs pour la première fois obtiennent automatiquement des crédits Azure Quantumgratuits de 500 $ (USD) à utiliser avec chaque fournisseur de matériel quantique participant. Si vous avez consommé tous les crédits et voulez en obtenir davantage, vous pouvez vous inscrire au programme de crédits Azure Quantum.

Utiliser votre IDE et votre langage préférés localement et envoyer des travaux à Azure Quantum

L’installation du QDK sur votre ordinateur local prend en charge les notebooks Jupyter, Python et , ainsi Q#que les extensions pour Visual Studio Code et Visual Studio. Développez des applications d’informatique quantique dans votre IDE et votre langage préférés, puis exécutez-les sur des simulateurs quantiques, du matériel quantique ou des résolveurs d’optimisation à l’aide du service Azure Quantum.

Certains scénarios dans lesquels vous pouvez préférer un environnement local :

  • Vous disposez d’un environnement personnalisé ou d’outils préférés qui ne sont pas disponibles en ligne.
  • Vous avez besoin d’un contrôle de code source sur votre projet.
  • Vous travaillez avec un projet à plusieurs fichiers.

Options d’installation du portail

Notes

L’accès au matériel quantique distant et l’envoi de travaux au service Azure Quantum nécessitent un compte Azure avec un abonnement actif. Vous pouvez créer un compte gratuitement.

Sélectionnez votre IDE préféré :

Utiliser Q# et Python avec Visual Studio et Visual Studio Code

Bien que vous puissiez créer des Q# applications dans n’importe quel IDE, nous vous recommandons d’utiliser Visual Studio Code (VS Code) ou l’IDE Visual Studio pour développer vos Q# applications. Le développement dans l’un de ces environnements tire parti des fonctionnalités enrichies de l’extension (QDK), qui inclut l’envoi Quantum Development Kit de travaux quantiques via Azure CLI, des avertissements, la mise en surbrillance de la syntaxe, des modèles de projet, etc.

Vous pouvez également accéder à Portail Azure et, sous vue d’ensemble de votre espace de travail > Quantum, vous trouverez un lien vers le guide d’installation de la configuration locale en bas de la page.

Capture d’écran de Portail Azure montrant comment trouver un lien vers un guide d’installation de configuration locale.

Prérequis

Azure CLI

Azure CLI est la méthode recommandée pour envoyer des travaux quantiques à l’aide d’une fenêtre de terminal dans VS Code ou Visual Studio.

  • Installez Azure CLI.

  • Installez la dernière extension Azure CLI quantum . Ouvrez une invite de commandes et exécutez la commande suivante :

    az extension add --upgrade -n quantum

Configurez le QDK pour votre environnement de prédilection à partir de l’une des options suivantes :

  1. Téléchargez et installez VS Code 1.52.0 ou supérieur (Windows, Linux et Mac).
  2. Installez le QDK pour VS Code.

Notes

Si vous utilisez un ordinateur Mac équipé d’un processeur ARM, veillez à installer le kit SDK .NET 6.0 ou ultérieur, car les versions antérieures ne sont pas prises en charge sur cette architecture.

Pour tester votre environnement, consultez Envoyer des Q# travaux à Azure Quantum.

Utiliser Python avec Qiskit ou Cirq, ou des résolveurs d’optimisation Azure Quantum

Vous pouvez utiliser le azure-quantum package Python pour envoyer et exécuter des travaux Qiskit ou Cirq.

Pour installer le azure-quantum package Python

  1. Installez Python 3.9 ou version ultérieure si vous ne l’avez pas déjà fait.

  2. Installez PIP et vérifiez que vous avez la version 19.2 ou une version ultérieure.

  3. Installez le package Python azure-quantum. Utilisez l’indicateur --upgrade pour vous assurer d’avoir la version la plus récente.

    Pour installer le package azure-quantum sans les dépendances facultatives, exécutez :

    pip install --upgrade azure-quantum

    Pour installer les dépendances facultatives nécessaires pour l’envoi de programmes Qiskit, utilisez l’étiquette [qiskit] :

    pip install --upgrade azure-quantum[qiskit]

    Pour installer les dépendances facultatives nécessaires pour l’envoi de programmes Cirq, utilisez l’étiquette [cirq] :

    pip install --upgrade azure-quantum[cirq]

Pour tester votre environnement, consultez Créer un générateur de nombres aléatoires quantiques ou Envoyer un circuit avec Qiskit.

Utiliser Q# et Python avec des notebooks Jupyter

Tous les composants nécessaires pour un environnement Juptyer Notebooks peuvent être configurés avec une seule installation conda.

Notes

Bien qu’une installation conda soit recommandée, si vous préférez ne pas installer conda, vous pouvez également configurer votre environnement à l’aide de l’interface CLI .NET.

  1. Installez Miniconda ou Anaconda. Si vous ne savez pas comment procéder, consultez leur guide d’installation. Remarque : Installation 64 bits requise.

  2. Initialisez conda pour l’interpréteur de commandes de votre choix à l’aide de la commande d’initialisation conda init. Les étapes ci-dessous sont adaptées à votre système d’exploitation :

    (Windows) Ouvrez une invite Anaconda en la recherchant dans le menu Démarrer. Ensuite, exécutez la commande d’initialisation pour votre interpréteur de commandes, par exemple, conda init powershell cmd.exe configurez la Windows PowerShell et l’invite de commandes pour vous. Vous pouvez ensuite fermer cette invite.

    Important

    Pour utiliser PowerShell, conda configure un script de démarrage à exécuter chaque fois que vous lancez une instance PowerShell. Par défaut, l’exécution du script est bloquée sur Windows et requiert la modification de la stratégie d’exécution PowerShell avec la commande suivante (exécutée à partir de PowerShell) :

    Set-ExecutionPolicy -Scope CurrentUser RemoteSigned

    (Linux) Si vous ne l’avez pas fait au cours de l’installation, vous pouvez encore initialiser conda maintenant. Ouvrez un terminal et accédez au répertoire bin situé à l’emplacement d’installation que vous avez sélectionné (par exemple, /home/ubuntu/miniconda3/bin). Exécutez ensuite la commande appropriée pour votre interpréteur de commandes, par exemple ./conda init bash. Fermez votre terminal pour que les modifications prennent effet.

  3. À partir d’un nouveau terminal, créez, puis activez un nouvel environnement conda nommé qsharp-env avec les packages nécessaires (y compris Jupyter Notebook et IQ#) en exécutant les commandes suivantes :

    conda create -n qsharp-env -c microsoft qsharp notebook

conda activate qsharp-env

  4. Enfin, exécutez python -c "import qsharp" pour vérifier votre installation et ajouter à votre cache de package local tous les composants QDK nécessaires.

Vous disposez désormais du package Python qsharp et du noyau IQ# pour Jupyter, ce qui vous permet de compiler et d’exécuter Q# des opérations à partir de Python et Q# jupyter Notebooks. Pour tester votre environnement, consultez Envoyer un programme quantique.

Utiliser le QDK avec une image Docker préconfigurée (avancé)

Vous pouvez utiliser notre image Docker du QDK dans votre installation Docker locale ou dans le cloud via un service prenant en charge les images Docker, par exemple ACI.

Vous pouvez télécharger l’image Docker IQ# depuis https://github.com/microsoft/iqsharp/#using-iq-as-a-container.

Vous pouvez aussi utiliser Docker avec un conteneur de développement distant Visual Studio Code pour définir rapidement des environnements de développement. Pour plus d’informations sur les conteneurs de développement VS Code, consultez https://github.com/microsoft/Quantum/tree/master/.devcontainer.

Utiliser le QDK avec GitHub Codespaces

GitHub Codespaces est un environnement de développement cloud sécurisé et configurable. Aucune configuration locale n’est impliquée et les instances de calcul par défaut sont disponibles gratuitement, avec des options permettant d’augmenter le nombre de cœurs et la quantité de RAM et de stockage.

Prérequis

  • Vous aurez besoin d’un compte GitHub (https://github.com/join) et d’un accès au dépôt GitHub avec lequel vous souhaitez travailler.

Configuration de votre codespace

  1. Dans la page racine de votre dépôt, sélectionnez Codespaces >> ... > Configurez le conteneur de développement.

  2. Remplacez le contenu du fichier devcontainer.json par défaut par les éléments suivants :

    {    
    "image": "mcr.microsoft.com/devcontainers/universal:2",
    "extensions": [
        "quantum.quantum-devkit-vscode",
        "ms-vscode.csharp",
        "editorconfig.editorconfig",
        "ms-python.python"
    ],
    "features": {
        "ghcr.io/devcontainers/features/python:1": {
        "version": "3.11.2",
        "installJupyterlab": "true"
        },
    "ghcr.io/devcontainers/features/azure-cli:1": {
        "extensions": "quantum"
        }
    },
    "postCreateCommand": "wget https://dot.net/v1/dotnet-install.sh && chmod +x dotnet-install.sh && ./dotnet-install.sh -c 6.0 && rm dotnet-install.sh && pip install azure-quantum[qiskit]"
}

    Conseil

    Vous pouvez personnaliser votre Codespaces GitHub à tout moment après l’installation. Pour plus d’informations, consultez Présentation des conteneurs de développement.

  3. Sélectionnez Démarrer la validation > Valider directement dans la branche main, puis sélectionnez Valider le nouveau fichier. GitHub crée un dossier nommé .devcontainer avec votre nouveau fichier de configuration.

  4. Si vous souhaitez créer votre codespace sur une branche autre que main, sélectionnez cette branche.

  5. Sélectionnez Codespaces >> Créer un espace de code sur main (ou votre branche préférée). La configuration initiale peut prendre 5 à 10 minutes.

  6. Une fois l’installation terminée, l’interpréteur de commandes de développement Codespace s’ouvre. Attendez la fin de la commande postCreateCommand .

  7. Activer l’authentification basée sur le web :

    1. À partir d’une invite de commandes, exécutez az login --use-device-code.
    2. Copiez le code de l’appareil et utilisez-le pour vous authentifier à l’adresse https://microsoft.com/devicelogin.

Configurations supplémentaires (facultatif)

  • Noms de codespaces : Codespaces utilise un nom généré de manière aléatoire lorsqu’il crée un codespace. Vous pouvez renommer un codespace en un nom plus convivial en sélectionnant Code > Codespaces > ... > Renommez en regard du nom de codespace.
  • Ressources de calcul : par défaut, chaque codespace est créé avec une configuration de calcul minimale. Vous pouvez augmenter les ressources de calcul en sélectionnant Codespaces >> ... > Modifiez le type de machine en regard du nom de codespace. Pour plus d’informations sur les frais d’utilisation supplémentaire du calcul, consultez Tarification de l’utilisation payante.
  • Configuration de facturation : par défaut, les coûts d’utilisation de GitHub Codespaces sont automatiquement facturés au compte GitHub qui a créé le codespace. Si vous le souhaitez, vous pouvez connecter un abonnement Azure pour payer GitHub Codespaces et d’autres services GitHub. Pour plus d’informations et la configuration requise, consultez Connexion d’un abonnement Azure à votre entreprise.

Étapes suivantes

À l’aide du portail Azure :

Utilisation de votre environnement local :