Présentation d’Azure Quantum

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Azure Quantum, le service d’informatique quantique cloud d’Azure, contient un ensemble diversifié de solutions et de technologies quantiques. Azure Quantum garantit un parcours ouvert, flexible et évolutif vers l’informatique quantique qui s’adapte à votre façon de travailler, accélère votre progression et protège vos investissements technologiques.

Azure Quantum fournit le meilleur environnement de développement pour créer des algorithmes quantiques ciblant plusieurs plateformes à la fois, tout en offrant la flexibilité nécessaire pour régler les mêmes algorithmes en fonction de systèmes spécifiques. Vous pouvez écrire votre code une seule fois et l’exécuter avec peu ou pas de modifications par rapport à plusieurs targets de la même famille, ce qui vous permet de concentrer votre programmation au niveau de l’algorithme.

Pour en savoir plus sur l’utilisation de l’informatique et des algorithmes quantiques, consultez Fonctionnement de l’informatique quantique.

Comment bien démarrer avec Azure Quantum ?

Il existe différentes façons de démarrer avec Azure Quantum. Vous pouvez commencer par explorer le site web Azure Quantum ou créer votre premier espace de travail Azure Quantum.

Site web Azure Quantum

Azure Quantum (quantum.microsoft.com) est une ressource centrale pour explorer l’informatique quantique. Vous pouvez utiliser Copilot dans Azure Quantum, un chatbot quantique qui vous aide à écrire du code et à mieux comprendre les concepts quantiques. Vous pouvez également apprendre auprès d’experts et d’amateurs par le biais de blogs, d’articles et de vidéos.

Essayez des exemples de code Q# dans l’éditeur de code en ligne Code avec Azure Quantum, envoyez votre travail à l’émulateur quantinuum série H basé sur le cloud, ou en un clic dans l’éditeur de code en ligne, ouvrez votre code dans VS Code pour le web et continuez à travailler dans un environnement quantique préconfiguré.

Le site web Azure Quantum est gratuit et ne nécessite pas de compte Azure. Pour commencer, il vous suffit d’un compte de messagerie Microsoft (MSA). Pour plus d’informations, consultez Explorer Azure Quantum.

Le portail Azure

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.

Commencer à utiliser Azure Quantum est très facile et gratuit pour les nouveaux utilisateurs. Pour envoyer vos programmes quantiques à Azure Quantum, vous n’avez besoin que de deux éléments :

  1. Compte Azure : si vous n’avez pas de compte Azure, inscrivez-vous gratuitement et inscrivez-vous à un abonnement avec paiement à l’utilisation. Si vous êtes étudiant, vous pouvez tirer parti d’un compte Azure gratuit pour les étudiants.

  2. Espace de travail Azure Quantum : un espace de travail Azure Quantum est une collection de ressources associées à l’exécution de quantum. Pour créer un espace de travail Azure Quantum, accédez au portail Azure, puis sélectionnez Création rapide, ce qui a pour effet de créer automatiquement l’espace de travail et d’ajouter les fournisseurs par défaut. Vous pouvez également sélectionner Création avancée, puis entrer les détails de votre espace de travail et choisir les fournisseurs.

Pour plus d’informations, consultez Créer un espace de travail Azure Quantum.

Qu’est-ce que Q# ?

Q# est un langage de programmation quantique open source pour le développement et l’exécution de programmes quantiques.

Un programme quantique peut être vu comme un ensemble particulier de sous-routines classiques qui, quand elles sont appelées, effectuent un calcul en interagissant avec un système quantique. Un programme écrit en Q# ne modélise pas directement l’état quantique, mais il décrit plutôt comment un ordinateur de contrôle classique interagit avec les qubits. Cela vous permet d’être entièrement indépendant de ce qu’est un état quantique même sur chaque target machine, qui peut avoir des interprétations différentes selon la machine.

Q# est un langage autonome offrant un haut niveau d’abstraction. Il n’existe aucune notion d’état quantique ou de circuit ; au lieu de cela, Q# implémente des programmes en termes d’instructions et d’expressions, un peu comme les langages de programmation classiques. Ainsi, le langage Q# prend en charge l’intégration de l’informatique classique et quantique riche.

Pour plus d’informations, consultez Le langage de programmation quantique Q#.

Comment écrire des programmes quantiques Q# ?

Azure Quantum offre azure Quantum Development Kit (QDK moderne). Avec le QDK moderne, vous pouvez écrire des programmes quantiques Q#, déboguer votre code, obtenir des commentaires sur le code en temps réel et choisir votre target machine. Le QDK moderne est le seul kit de développement prêt pour Fault-Tolerant l’informatique quantique (FTQC).

Notes

Quantum Development Kit Microsoft (QDK classique) ne sera plus pris en charge après le 30 juin 2024. Si vous êtes un développeur QDK existant, nous vous recommandons de passer au nouvel Azure Quantum Development Kit (QDK moderne) pour continuer à développer des solutions quantiques. Pour plus d’informations, consultez Migrer votre code Q# vers le QDK moderne.

Le QDK moderne offre deux façons d’exécuter vos programmes quantiques sur Azure Quantum :

En plus de la prise en charge de Q#, les QDK offrent une prise en charge de Qiskit et Cirq pour l’informatique quantique. Par conséquent, si vous travaillez déjà dans d’autres langages de développement, vous pouvez également exécuter vos circuits sur Azure Quantum.

Notes

Un espace de travail Azure Quantum est nécessaire pour exécuter vos programmes quantiques locaux sur des fournisseurs Azure Quantum. Pour plus d’informations, consultez Créer un espace de travail Azure Quantum.

Qu’est-ce que l’informatique quantique hybride ?

L’informatique quantique hybride fait référence aux processus et à l’architecture d’un ordinateur classique et d’un ordinateur quantique travaillant ensemble pour résoudre un problème. Avec la dernière génération d’architecture d’informatique quantique hybride disponible dans Azure Quantum, vous pouvez commencer à programmer des ordinateurs quantiques en combinant des instructions classiques et quantiques.

  • Informatique quantique par lots : le traitement par lots de plusieurs circuits en un seul travail élimine l’attente entre les soumissions de travaux, ce qui vous permet d’exécuter plusieurs travaux plus rapidement. Parmi les exemples de problèmes qui peuvent tirer parti de l’informatique quantique par lots, citons l’algorithme de Shor et l’estimation de phase quantique simple.
  • Informatique quantique interactive (sessions) : les travaux peuvent être regroupés logiquement en une seule session et hiérarchisés par rapport aux travaux autres que les travaux de session. Parmi les exemples de problèmes qui peuvent utiliser cette approche, citons les résolutionurs quantiques variationnels (VQE) et les algorithmes d’optimisation quantique approximative (QAOA).
  • Informatique quantique intégrée : en intégrant l’informatique quantique et l’informatique classique, les programmes quantiques peuvent s’éloigner des circuits simples. Les programmes peuvent désormais utiliser des constructions de programmation courantes pour effectuer des mesures à mi-circuit, optimiser et réutiliser les qubits, et s’adapter en temps réel au QPU. L’estimation de phase adaptative et le Machine Learning sont des exemples de scénarios qui peuvent tirer parti de ce modèle.
  • Informatique quantique distribuée : le modèle d’informatique quantique distribuée permet des calculs en temps réel sur les ressources quantiques et distribuées. Parmi les scénarios qui peuvent tirer parti de ce modèle, citons la modélisation des matériaux complexes ou l’évaluation de réactions catalytiques complètes.

Pour plus d’informations, consultez Informatique quantique hybride.

Estimation des ressources dans l’informatique quantique

En informatique quantique, l’estimation des ressources est la capacité à comprendre les ressources, c’est-à-dire le nombre de qubits, le nombre de portes quantiques, le temps de traitement, etc., qui seront nécessaires pour un algorithme donné, en supposant (ou en prenant comme paramètres) certaines caractéristiques matérielles. Comprendre le nombre de qubits requis pour une solution quantique et les différences entre les technologies de qubit permet aux innovateurs de préparer et d’affiner leurs solutions quantiques pour qu’elles s’exécutent sur de futures machines quantiques mises à l’échelle et, en fin de compte, accélérer leur impact quantique.

Conçu spécifiquement pour les systèmes à tolérance d’erreur quantique mis à l’échelle, l’estimateur de ressources Azure Quantum vous permet d’évaluer les décisions architecturales, de comparer les technologies qubit et de déterminer les ressources nécessaires pour exécuter un algorithme quantique donné. Vous pouvez choisir parmi des protocoles prédéfinis à tolérance de panne et spécifier les hypothèses du modèle qubit physique sous-jacent.

L’estimateur de ressources Azure Quantum calcule l’estimation des ressources physiques post-disposition en prenant en compte un ensemble d’entrées telles que les paramètres de qubit, le code de correction d’erreur quantique (QEC), le budget des erreurs et d’autres paramètres . Il prend un Quantum Intermediate Representation programme (QIR) comme entrée et, par conséquent, prend en charge n’importe quel langage qui traduit en QIR, par exemple, vous pouvez utiliser l’estimateur de ressources Azure Quantum avec Q# et Qiskit.

Diagramme montrant les composants fournis par l’estimateur de ressources et les personnalisations correspondantes. Les aspects fournis sont l’entrée d’application, les outils de compilation, le QIR, les modèles QEC, les modèles Qubit et l’analyse. Le client peut apporter un programme d’application, des outils de compilation ou d’optimisation, du code QIR, des modèles QEC, des paramètres Qubit et des outils d’analyse et de visualisation.

Fournisseurs disponibles sur Azure Quantum

Azure Quantum propose certaines des ressources quantiques les plus fascinantes et diverses disponibles aujourd’hui auprès des leaders du secteur. Azure Quantum collabore actuellement avec les fournisseurs suivants pour vous permettre d’exécuter vos programmes quantiques Q# sur du vrai matériel et de tester votre code sur des ordinateurs quantiques simulés.

Choisissez le fournisseur qui correspond le mieux aux caractéristiques de votre problème et à vos besoins.

  • IONQ : ordinateurs quantiques à ion piégés reconfigurables dynamiquement pour un maximum de 11 qubits entièrement connectés, ce qui vous permet d’exécuter une porte à deux qubits entre n’importe quelle paire.
  • PASQAL (private preview) : processeurs quantiques neutres basés sur des atomes fonctionnant à température ambiante, avec de longs temps de cohérence et une connectivité qubit impressionnante.
  • Quantinuum : systèmes à ion piégés avec des qubits haute fidélité, entièrement connectés, des taux d’erreur faibles, une réutilisation des qubits et la possibilité d’effectuer des mesures à mi-circuit.
  • Rigetti : Les systèmes de Rigetti sont alimentés par des processeurs quantiques superconducteurs basés sur des qubits. Ils offrent des délais de port rapides, une logique conditionnelle à faible latence et des temps d’exécution de programme rapides.

Pour plus d’informations sur les spécifications de chaque fournisseur, consultez la liste complète de l’informatique target quantique.

Fournisseurs bientôt disponibles

  • Quantum Circuits, Inc : circuits supraconducteurs à pile complète, avec commentaires en temps réel qui permettent la correction des erreurs et les portes d’intrication indépendantes de l’encodage.

Étapes suivantes

Commencez à utiliser Azure Quantum :