Начните работу с Q# и блокнотом Azure Quantum

Узнайте, как запустить Q# код в Jupyter Notebook на портале Azure Quantum . Записная книжка Jupyter — это документ, содержащий как форматированный текст, так и код, который может выполняться в браузере с помощью Q# и кода Python. Записные книжки можно создавать непосредственно на портале Azure Quantum и они обладают такими функциями, как предварительно загруженные сведения о подключении и настроенная среда разработки Python.

В этой статье вы запустите пример блокнота в портале Azure, который выполняет простой квантовый генератор случайных чисел, написанный на Q# и Python.

Дополнительные сведения об использовании Jupyter Notebook со службой Azure Quantum см. в статье "Работа с записными книжками Jupyter" в рабочей области Azure Quantum.

Предварительные условия

Прежде чем приступить к работе, необходимо выполнить следующие предварительные требования для использования Jupyter Notebook в рабочей области Azure Quantum.

• Учетная запись Azure с активной подпиской. Если у вас нет учетной записи Azure, зарегистрируйтесь бесплатно и зарегистрируйтесь для подписки с оплатой по мере использования.
• Рабочая область Azure Quantum. См. статью Создание рабочей области Azure Quantum.

Скопируйте образец записной книжки

Чтобы приступить к работе, скопируйте образец записной книжки из коллекции записных книжек.

1. Войдите на портал Azure и выберите рабочую область Azure Quantum.

2. Выберите Записные книжки.

3. В галерее примеров найдите плитку блокнота Hello, world: Q#, выберите любого из поставщиков IonQ, Quantinuum или Rigetti (образец кода одинаковый) и нажмите Копировать в мои записные книжки.

   

4. Образец записной книжки можно найти в разделе Мои записные книжки, и теперь вы можете запустить эту записную книжку.

Запустите записную книжку

Чтобы запустить пример ноутбука, выполните следующие шаги для выбранного поставщика.

Примечание.

Ноутбуки Jupyter по умолчанию не отображают результаты программы, поэтому необходимо использовать оператор Message. Дополнительные сведения см. в разделе "Структура Q# программы".

ИонQ

1. В моих записных книжках выберите записную книжку hello-world-qsharp-ionq.

2. Чтобы запустить полную программу сверху вниз, выберите запустить все.

3. Чтобы проанализировать образец и выполнить каждую ячейку по отдельности сверху вниз, выберите ячейку, которую необходимо выполнить, и щелкните значок запуска.

   

Пошаговый анализ программы на IonQ

Программа Hello World запускает простой генератор случайных чисел кванта и отображает гистограмму результатов.

Обратите внимание на следующие моменты.

• 1-я ячейка: предварительная загрузка сведений о подписке для подключения к службе Azure Quantum.
• 2-я ячейка: извлекает доступные targets (квантовые компьютеры и симуляторы) в вашем рабочем пространстве.
• 3-я ячейка: импортирует qsharp пакет и задает базовый профиль компилятора.
• 4-я ячейкаQ#: код, определяющий программу. Обратите внимание на волшебную %%qsharp команду, которая позволяет вводить Q# код непосредственно в ячейку записной книжки Python.
• 5-я ячейка: компилирует операцию qsharp с помощью базового профиля для отправки в Azure Quantum.
• 6-я и 7-я ячейки: устанавливает параметры target, отправляет задание и строит график и отображает результат. Результаты должны быть приблизительно разбиты между 0 и 1.

Квантинум

1. В записных книжках выберите записную книжку hello-world-qsharp-quantinuum.

2. Чтобы запустить полную программу сверху вниз, выберите запустить все.

3. Чтобы проанализировать образец и выполнить каждую ячейку по отдельности сверху вниз, выберите ячейку, которую необходимо выполнить, и щелкните значок запуска.

   

Пошаговое выполнение программы в Quantinuum

Программа Hello World запускает простой генератор случайных чисел кванта и отображает гистограмму результатов.

Обратите внимание на следующие моменты.

• 1-я ячейка: предварительная загрузка сведений о подписке для подключения к службе Azure Quantum.
• 2-я ячейка: извлекает доступные targets (квантовые компьютеры и симуляторы) в вашем рабочем пространстве.
• 3-я ячейка: импортирует qsharp пакет и задает базовый профиль компилятора.
• 4-я ячейкаQ#: код, определяющий программу. Обратите внимание на волшебную %%qsharp команду, которая позволяет вводить Q# код непосредственно в ячейку записной книжки Python.
• 5-я ячейка: компилирует операцию qsharp с помощью базового профиля для отправки в Azure Quantum.
• 6-я и 7-я ячейки: устанавливает параметры target, отправляет задание и строит график и отображает результат. Результаты должны быть приблизительно разбиты между 0 и 1.

На гистограмме вы можете заметить, что программа возвращает 0 каждый раз, что не очень случайно. Это связано с тем, что записная книжка была предварительно заполнена для использования средства проверки синтаксиса Quantinuum, quantinuum.sim.h1-1sc. Средство проверки синтаксиса гарантирует возможность успешно выполнить код на оборудовании Quantinuum, но возвращает 0 для всех квантовых измерений.

Чтобы создать генератор истинных случайных чисел, измените код в 5-й ячейке, чтобы использовать эмуляторtarget System Model H1, quantinuum.sim.h1-1e.

Примечание.

Запуск программы в эмуляторе модели системы H1 или на компьютере модели системы H1 будет использовать H-System Quantum Credits (HQCs) из вашей учетной записи. Один запуск этой примерной программы стоит примерно 5,3 HQCs.

qsharp.azure.target("quantinuum.sim.h1-1e")

Повторно запустите эту ячейку и следующие ячейки. Теперь результаты должны быть приблизительно разбиты между 0 и 1.

Rigetti

1. В моих блокнотах выберите блокнот hello-world-qsharp-rigetti.

2. Чтобы запустить полную программу сверху вниз, выберите запустить все.

3. Чтобы проанализировать образец и выполнить каждую ячейку по отдельности сверху вниз, выберите ячейку, которую необходимо выполнить, и щелкните значок запуска.

   

Пошаговое прохождение программы на Rigetti

Программа Hello World запускает простой генератор случайных чисел кванта и отображает гистограмму результатов.

Обратите внимание на следующие моменты.

• 1-я ячейка: предварительная загрузка сведений о подписке для подключения к службе Azure Quantum.
• 2-я ячейка: извлекает доступные targets (квантовые компьютеры и симуляторы) в вашем рабочем пространстве.
• 3-я ячейка: импортирует qsharp пакет и задает базовый профиль компилятора.
• 4-я ячейкаQ#: код, определяющий программу. Обратите внимание на волшебную %%qsharp команду, которая позволяет вводить Q# код непосредственно в ячейку записной книжки Python.
• 5-я ячейка: компилирует операцию qsharp с помощью базового профиля для отправки в Azure Quantum.
• 6-я и 7-я ячейки: устанавливает параметры target, отправляет задание и строит график и отображает результат. Результаты должны быть приблизительно разбиты между 0 и 1.

Примечание.

Если у вас есть какие-либо вопросы или возникнут какие-либо проблемы с помощью Azure Quantum, вы можете связаться AzureQuantumInfo@microsoft.com.

Следующие шаги

• Изучение Azure Quantum
• Краткое руководство: Отправка квантовой схемы с помощью Qiskit