Ismerkedés az Azure-ral Quantum Development Kit (modern QDK)

  • Cikk

Megismerheti a kvantum-számítástechnika Azure Quantum szolgáltatással történő fejlesztéséhez rendelkezésre álló különböző környezeti lehetőségeket. Minden környezet az Azure Quantum Development Kit -t (Modern QDK-t) használja, amely egy nyílt forráskód eszközkészlet, amely tartalmazza a kvantumprogramozási nyelvet Q# és a hozzá tartozó kódtárakat. A QDK-val kvantum-számítástechnikai alkalmazásokat fejleszthet különböző IDE-k és nyelvek használatával, és futtathatja őket kvantumszimulátorokon vagy kvantumhardvereken az Azure Quantum használatával.

Kvantumprogramok futtatása

Az Azure Quantum számos környezetet kínál a kvantumprogramozás felfedezéséhez.

  Azure Quantum-webhely Visual Studio Code (web) Azure Portal Visual Studio Code
Q# Beépített támogatás * ✔ ✔ ✔ ✔
Jupyter-notebookok   ✔ ✔ ✔
Erőforrásbecslő   ✔ ✔ ✔
QPU-hozzáférés   ✔
(Azure-előfizetéssel)		 ✔
(Azure-előfizetéssel)		 ✔
(Azure-előfizetéssel)
Python-támogatás     ✔ ✔
Qiskit- és Cirq-támogatás     ✔ ✔
Integrált hibrid       ✔
(klasszikus QDK-val)
Helyi beállítás       ✔

* A VS Code és a VS Code (web) számos nyelvet Q# támogat, például az IntelliSense-t és a hibakeresést.

Az Azure Quantum webhelye

Az Azure Quantum webhelyén közvetlenül a böngészőben írhat és futtathat Q# kódot az online kódszerkesztőben, és egy kattintással megnyithatja a kódot közvetlenül a WEBES VS Code-ban – nincs szükség telepítésre vagy Azure-fiókra. Írjon saját Q# kódot, használja a beépített mintákat, vagy kérje meg a Copilotot az Azure Quantumban, hogy hozzon létre Q# kódot. További információ: Az Azure Quantum felfedezése.

Az Azure Quantum Portal

Az Azure Quantum Portal telepítés nélküli fejlesztési környezetet biztosít, ahol kvantumkódot hozhat létre, tölthet fel, tárolhat és futtathat Jupyter Notebooksban kvantumszimulátoron vagy kvantumhardveren targets. A jupyter notebookok mintagyűjteménye a kvantumprogramozás első lépéseit ismerteti a Pythonban Q#, valamint a Qiskit- és Cirq-kapcsolatcsoportok futtatását. A portálon kvantum-munkaterületeket, feladatokat, tevékenységeket, krediteket és használatot, valamint hozzáférés-vezérlést is kezelhet. Első lépések: Azure Quantum-munkaterület létrehozása.

Tipp

Az első alkalommal használt felhasználók automatikusan 500 dollár (USD) ingyenesAzure Quantum Credit-kreditet kapnak az egyes részt vevő kvantumhardver-szolgáltatókhoz való használatra. Ha felhasználta az összes kreditet, és továbbiakra van szüksége, az Azure Quantum Credits programra is jelentkezhet.

Visual Studio Code

A modern QDK VS Code-bővítmény a nyelvi és kvantumfejlesztési eszközök legújabb verziója Q# . Kisebb erőforrásigény és gyorsabb teljesítmény mellett zökkenőmentes telepítést, nyelvi fejlesztéseket, integrált Python-, Jupyter Notebook- és Qiskit-támogatást, integrált Azure-kapcsolatot biztosít a feladatok kvantumhardverbe való küldéséhez, a hibakeresők támogatását, valamint továbbfejlesztett szintaxiskiemelést és hibaüzeneteket. A Modern QDK platformfüggetlen, windowsos, Mac, Linux és webes rendszereken fut. A beállítással kapcsolatos információkért lásd : A modern QDK telepítése.

Visual Studio Code a weben

A WEBES VS Code egy ingyenes erőforrás, amely a VS Code telepített verziójával azonos teljesítményt, Azure-kapcsolatot és Q# nyelvi szolgáltatásokat (például szintaxiskiemelést, IntelliSense-t és hibakeresést) kínál, a kiterjesztett funkciók némelyike nélkül (a részletekért tekintse meg az összehasonlító táblázatot). vscode.dev/quantum előre konfigurált kvantumkörnyezetet, a vscode.dev/quantum/playground/ pedig előre konfigurált kvantumkörnyezetet, mintakódot és tanulási tartalmakat kínál a működéshez.

Megjegyzés

Ha már konfigurálva van egy Python- és Jupyter Notebook-környezet a gépen, csatlakozhat a Jupyter-kiszolgálóhoz a VS Code-ból a weben, és notebookokat futtathatQ#. További információ: Csatlakozás távoli Jupyter-kiszolgálóhoz vscode.dev.

A modern QDK telepítése a VS Code-on

Megjegyzés

A csomagverzió esetleges ütközéseinek elkerülése érdekében kövesse a 2. lépésben található eltávolítási utasításokat.

A Modern QDK telepítése:

  1. A VS Code-ban tiltsa le vagy távolítsa el a Microsoft-bővítményt Quantum Development Kit .
  2. Az python -m pip uninstall qsharp qsharp-core qsharp-chemistry azure-quantum parancs futtatása
  3. Ha szükséges, telepítse a VS Code legújabb verzióját, vagy nyissa meg a VS Code-ot a weben.
  4. Telepítse az Azure-bővítményt Quantum Development Kit .

Ennyi az egész. Most már írhat, hibakeresést végezhet és futtathat Q# programokat a beépített kvantumszimulátoron, vagy ha már rendelkezik Azure-fiókkal, kapcsolódhat és küldhet be Q# programokat a kvantumhardverbe, mindezt a VS Code-ból.

A beállítás teszteléséhez lásd: Feladatok elküldése Q# az Azure Quantumba

Python- és Jupyter-notebookok támogatásának hozzáadása

A Python-támogatás hozzáadásával kódokat ágyazhat be vagy hívhat Q# meg Python-programjaiból vagy Jupyter-notebookjaiból, és futtathatja őket a beépített kvantumszimulátoron, vagy csatlakozhat az Azure-munkaterülethez, és elküldheti a feladatokat kvantumhardverbe, mindezt a VS Code-ból.

Előfeltételek

  • Python-környezet (3.9 vagy újabb, 3.11 ajánlott) telepített Python és Pip használatával.
  • VS Code telepített modern QDK-bővítménnyel.

Python- és Jupyter Notebook-támogatás hozzáadása:

  1. Telepítse a Python - és Jupyter-bővítményeket a VS Code-hoz.

  2. Telepítse a és azure-quantum a qsharp csomagokat:

    python -m pip install qsharp azure-quantum

  3. Qiskit- vagy Cirq-támogatás esetén telepítse a( azure-quantum z) [qiskit] vagy [cirq] paraméterekkel:

    Fontos

    Ha egy korábbi Qiskit-környezetből frissít, tekintse meg az Azure-quantum csomag Qiskit-támogatással való frissítését ismertető cikket.

    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. Telepítse a jupyter notebookokban való munkához szükséges, nem kötelező Python-csomagokat:

    python -m pip install ipykernel ipympl jupyterlab

A beállítás teszteléséhez lásd: Feladatok küldése Q# Pythonnal vagy Feladatok elküldése Q# Jupyter Notebookokkal.

Támogatás hozzáadása az Azure CLI-hez

Az Azure CLI nem kötelező módszer kvantumfeladatok elküldésére a VS Code terminálablakával.

  1. Telepítse az Azure CLI-t.

  2. Telepítse a legújabb Azure CLI-bővítményt quantum . Nyisson meg egy parancssort, és futtassa a következő parancsot:

    az extension add \
    --upgrade \
    -n quantum

A beállítás teszteléséhez lásd: Feladatok elküldése Q# az Azure Quantumba.

Kompatibilitás a klasszikus QDK-val

További információ: A modern QDK újdonságai.

  • A Modern QDK nem teljesen kompatibilis a korábbi klasszikus QDK-val. Nem minden API-t portolt a rendszer, és a meglévő projektfájlokat nem ismeri fel a rendszer. A jelenlegi programok és projektek jelentős módosításokat és frissítéseket igényelhetnek. További információ: A kód migrálása a Modern QDK-ba és a Modern QDK újdonságai.
  • A Modern QDK-bővítmény és a korábbi klasszikus QDK-bővítmény egyszerre telepíthető a VS Code-ban, de mindkettő egyszerre nem engedélyezhető. Ha kizárólag a Modern QDK-val dolgozik, vagy ha a programok a Modern QDK-ban még nem támogatott funkciókat igényelnek (például hibrid kvantum-számítástechnika), egyszerre csak egy bővítményt engedélyezzenek. További információ: Folytatás a klasszikus QDK-ban.
  • Az Azure Quantum webhelye és az Azure Quantum Portal-környezetek kizárólag a Modern QDK-t használják.

Folytassa a munkát a klasszikus QDK-ban

Egyes funkciók, például a hibrid számítástechnika, még nem támogatottak a modern QDK-ban. A klasszikus QDK-környezet használatának folytatása ehhez a funkcióhoz:

  1. Ha a Modern QDK-összetevők bármelyikét telepítette:
    1. A VS Code-ban tiltsa le vagy távolítsa el az Azure-bővítményt Quantum Development Kit .
    2. Az python -m pip uninstall qsharp parancs futtatása
  2. A VS Code-ban engedélyezze vagy telepítse a Microsoft-bővítményt Quantum Development Kit .
  3. Futtassa az python -m pip install qsharp<1.0 parancsot.

Kapcsolódó tartalom

Az Azure Portal használatával: