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Esercizio - Usare Quantum Development Kit per eseguire un programma quantistico

Completato

L'estensione Azure Quantum Development Kit (QDK) per Visual Studio Code consente di creare ed eseguire i programmi in un ambiente di sviluppo locale. È anche possibile connettersi all'area di lavoro di Azure Quantum ed eseguire i programmi nei computer quantistici e nei simulatori dei provider selezionati per l'area di lavoro.

Prerequisiti

• Installare Visual Studio Code o aprire VS Code per il Web.

• Installare l'estensione Azure Quantum Development Kit (Modern QDK) di VS Code.

• Se si vogliono eseguire i programmi su hardware reale, è necessario anche quanto segue:

  • Una sottoscrizione di Azure. Se non si ha una sottoscrizione di Azure, creare un account gratuito prima di iniziare.
  • Un'area di lavoro di Azure Quantum.

  Suggerimento

  Se si ha un'area di lavoro di Azure Quantum, è possibile usufruire di 500 USD gratuiti in Crediti Azure Quantum quando si inviano i programmi Q# ad Azure Quantum.

Creare ed eseguire un programma Q# in Visual Studio Code

1. Aprire Visual Studio Code e selezionare File>Nuovo file di testo per creare un nuovo file.

2. Salvare il file come RandomNum.qs. Questo file conterrà il codice Q# per il programma.

3. Copiare e salvare il codice seguente nel file RandomNum.qs.

   namespace Sample {
   
       @EntryPoint()
       operation RandomBit() : Result {
           // Qubits are only accessible for the duration of the scope where they
           // are allocated and are automatically released at the end of the scope.
           use qubit = Qubit();
   
           // Set the qubit in superposition by applying a Hadamard transformation.
           H(qubit);
   
           // Measure the qubit. There is a 50% probability of measuring either 
           // `Zero` or `One`.
           let result = M(qubit);
   
           // Reset the qubit so it can be safely released.
           Reset(qubit);
           return result;
       }
   }
   

Suggerimento

Modern QDK include un set di esempi Q# che è possibile usare per ottenere altre informazioni su Q# e sul calcolo quantistico. Per visualizzare gli esempi, aprire un nuovo file Q# e digitare sample, quindi selezionare l'esempio da visualizzare nell'elenco delle opzioni.

Esplorare il codice Q#

1. Passare il puntatore del mouse sull'operazione H per visualizzare un breve riepilogo della definizione.
2. Posizionare il cursore davanti all'operazione H, fare clic con il pulsante destro del mouse e scegliere Vai a definizione. Verrà aperta una visualizzazione di sola lettura del codice della libreria standard per la funzione.

Eseguire il programma in locale

1. Per testare l'esecuzione del programma in locale nel simulatore predefinito, selezionare Esegui file Q# dall'elenco a discesa dell'icona di riproduzione in alto a destra oppure premere CTRL+F5. L'output verrà visualizzato nella console di debug.
2. Per eseguire il debug del programma prima di inviarlo ad Azure Quantum, selezionare Debug Q# file dall'icona di riproduzione oppure premere F5. Usare i controlli di debug nella parte superiore per eseguire la routine, eseguire l'istruzione e uscire dal codice.

Connettersi ad Azure Quantum e inviare il processo

Se si ha un'area di lavoro di Azure Quantum, è possibile connettersi a tale area di lavoro da VS Code e inviare i programmi Q# ad Azure Quantum. Per questo esempio, si invia il programma RandomNum.qs al simulatore Rigetti.

1. Aprire la sezione AREE DI LAVORO DI QUANTUM nella visualizzazione Esplora risorse della barra laterale di VS Code.
2. Selezionare Aggiungi un'area di lavoro esistente e seguire le istruzioni per connettersi alla directory, alla sottoscrizione e all'area di lavoro preferita.
3. Dopo aver stabilito la connessione, espandere l'area di lavoro ed espandere il provider Rigetti.
4. Selezionare rigetti.sim.qvm come destinazione.
5. Fare clic sull'icona ⏵︎ (Play) a destra della destinazione oppure eseguire il comando "Q#: Submit current Q# program" dal Riquadro comandi. Se viene visualizzato un popup, selezionare Modifica il profilo di destinazione QIR e continua.
6. Immettere un nome e il numero di esecuzioni per l'invio del processo nelle caselle di input.
7. Premere INVIO per inviare il processo. Lo stato del processo verrà visualizzato nella parte inferiore della schermata.
8. Espandere Processi e passare il puntatore del mouse sul processo, in modo da visualizzare le durate e lo stato del processo.
9. Per visualizzare i risultati, selezionare l'icona del cloud accanto al nome del processo per scaricare i risultati dall'archiviazione dell'area di lavoro e visualizzarli in VS Code.

Attività aggiuntiva - Creare un notebook di Azure Quantum

Modern QDK consente di creare notebook di Azure Quantum in VS Code. I notebook di Azure Quantum sono notebook di Jupyter che consentono di eseguire programmi quantistici nei computer quantistici e nei simulatori dei provider selezionati per l'area di lavoro di Azure Quantum.

Per creare un notebook di Azure Quantum:

1. In VS Code aprire il menu Visualizza e selezionare Riquadro comandi.
2. Digitare Q#: Create an Azure Quantum notebook.
3. Viene aperto un notebook di Jupyter in una nuova scheda. Il notebook include una cella di codice che importa prima i pacchetti necessari per l'esempio, si connette al servizio Azure Quantum ed esegue un programma Q#.

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