Delen via

Wat is Azure Quantum?

  • Artikel

Azure Quantum is de cloudservice voor kwantumcomputing van Azure, met een diverse set kwantumoplossingen en -technologieën. Azure Quantum zorgt voor een open, flexibel en toekomstbestendig pad naar kwantumcomputing die zich aanpast aan uw manier van werken, uw voortgang versnelt en uw technologische investeringen beschermt.

Azure Quantum biedt de beste ontwikkelomgeving voor het maken van kwantumalgoritmen voor meerdere platforms tegelijk, met behoud van flexibiliteit om dezelfde algoritmen voor specifieke systemen af te stemmen. U kunt uw code eenmaal schrijven en uitvoeren met weinig tot geen wijziging ten opzichte van meerdere targets van dezelfde familie, zodat u zich kunt concentreren op het algoritmeniveau.

Zie Understanding Quantum Computing voor meer informatie over hoe u kwantumcomputing en kwantumalgoritmen kunt gebruiken.

Hoe ga ik aan de slag met Azure Quantum?

Er zijn verschillende manieren om aan de slag te gaan met Azure Quantum. U kunt beginnen met het verkennen van de Azure Quantum-website of u kunt uw eerste Azure Quantum-werkruimte maken.

De Azure Quantum-website

Azure Quantum (quantum.microsoft.com) is een centrale resource voor het verkennen van kwantumcomputing. U kunt contact opnemen met Copilot in Azure Quantum, een op kwantum gerichte chatbot waarmee u code kunt schrijven en meer inzicht krijgt in kwantumconcepten. U kunt ook leren van experts en liefhebbers via blogs, artikelen en video's.

Probeer Q#-codevoorbeelden uit in de online code-editor, Code met Azure Quantum, verzend uw taak naar de cloudgebaseerde Quantinuum H-Series Emulator, of open met één klik in de online code-editor uw code in VS Code voor het web en blijf werken in een vooraf geconfigureerde kwantumomgeving.

De Azure Quantum-website is gratis en vereist geen Azure-account. U hebt alleen een Microsoft-e-mailaccount (MSA) nodig om aan de slag te gaan. Zie Azure Quantum verkennen voor meer informatie.

Azure Portal

Tip

Voor het eerst ontvangen gebruikers automatisch USD500 gratis Azure Quantum-tegoed voor gebruik bij elke deelnemende kwantumhardwareprovider. Als u alle tegoeden hebt verbruikt en u meer nodig hebt, kunt u van toepassing zijn op het Azure Quantum Credits-programma.

Het gebruik van Azure Quantum is zeer eenvoudig en gratis voor nieuwe gebruikers. Als u uw kwantumprogramma's wilt verzenden naar Azure Quantum, hebt u slechts twee dingen nodig:

  • Een Azure-account: als u geen Azure-account hebt, registreert u zich gratis en registreert u zich voor een abonnement op basis van betalen per gebruik. Als u een student bent, kunt u profiteren van een gratis Azure-account voor leerlingen/studenten.

  • Een Azure Quantum-werkruimte: Een Azure Quantum-werkruimte is een verzameling assets die zijn gekoppeld aan het uitvoeren van kwantum. Als u een Azure Quantum-werkruimte wilt maken, gaat u naar Azure Portal, selecteert u Snel maken en wordt de werkruimte automatisch gemaakt en worden de standaardproviders toegevoegd. Of selecteer Advance create en voer de details van uw werkruimte in en kies de providers.

Zie Een Azure Quantum-werkruimte maken voor meer informatie.

Wat is Q#?

Q# is een opensource-kwantumprogrammeertaal voor het ontwikkelen en uitvoeren van kwantumprogramma's.

Een kwantumprogramma kan worden gezien als een bepaalde set klassieke subroutines die, wanneer aangeroepen, een berekening uitvoeren door interactie met een kwantumsysteem; een programma dat in Q# is geschreven, modelleert niet rechtstreeks de kwantumstatus, maar beschrijft in plaats daarvan hoe een klassieke besturingscomputer communiceert met qubits. Hierdoor kunt u volledig agnostisch zijn over wat een kwantumstatus zelfs op elke target computer is, die mogelijk verschillende interpretaties heeft, afhankelijk van de computer.

Q# is een zelfstandige taal die een hoog abstractieniveau biedt. Er bestaat geen idee van een kwantumstatus of een circuit; Q# implementeert in plaats daarvan programma's in termen van instructies en expressies, net als klassieke programmeertalen. De Q#-taal ondersteunt dus de integratie van rijke klassieke en kwantumcomputing.

Zie De Q#-kwantumprogrammeertaal voor meer informatie.

Hoe kan ik Q#-kwantumprogramma's schrijven?

Azure Quantum biedt de Azure Quantum Development Kit (QDK). Met de QDK kunt u Q#-kwantumprogramma's schrijven, fouten opsporen in uw code, realtime codefeedback ophalen en uw target computer kiezen. De QDK is de enige development kit die gereed is voor Fault-Tolerant Quantum Computing (FTQC).

De QDK biedt twee manieren om uw kwantumprogramma's uit te voeren op Azure Quantum:

Naast ondersteuning voor Q#biedt de QDK ondersteuning voor Qiskit en Cirq voor kwantumcomputing, dus als u al in andere ontwikkeltalen werkt, kunt u uw circuits ook uitvoeren in Azure Quantum.

Notitie

Een Azure Quantum-werkruimte is vereist om uw lokale kwantumprogramma's uit te voeren op Azure Quantum-providers. Zie Een Azure Quantum-werkruimte maken voor meer informatie.

Wat is hybride kwantumcomputing?

Hybride kwantumcomputing verwijst naar de processen en architectuur van een klassieke computer en een kwantumcomputer die samenwerken om een probleem op te lossen. Met de nieuwste generatie hybride kwantumcomputingarchitectuur die beschikbaar is in Azure Quantum, kunt u beginnen met het programmeren van kwantumcomputers door klassieke en kwantuminstructies samen te combineren.

  • Batch quantum computing: als u meerdere circuits in één taak batcheert, wordt het wachten tussen taakverzendingen geëlimineerd, zodat u sneller meerdere taken kunt uitvoeren. Voorbeelden van problemen die kunnen profiteren van batch quantum-computing zijn het algoritme van Shor en een eenvoudige schatting van de kwantumfase.
  • Interactieve kwantumcomputing (sessies): taken kunnen logisch worden gegroepeerd in één sessie en prioriteit geven aan niet-sessietaken. Voorbeelden van problemen die deze aanpak kunnen gebruiken, zijn Variational Quantum Eigensolvers (VQE) en Quantum Approximate Optimization Algorithms (QAOA).
  • Geïntegreerde kwantumcomputing: door kwantum- en klassieke computing te integreren, kunnen kwantumprogramma's zich van alleen circuits verplaatsen. Programma's kunnen nu algemene programmeerconstructies gebruiken om gemiddelde circuitmetingen uit te voeren, qubits te optimaliseren en opnieuw te gebruiken en in realtime aan te passen aan de QPU. Voorbeelden van scenario's die kunnen profiteren van dit model zijn schatting van adaptieve fasen en machine learning.
  • Gedistribueerde kwantumcomputing: Het gedistribueerde kwantumcomputingmodel maakt realtime berekeningen mogelijk voor kwantum- en gedistribueerde resources. Voorbeelden van scenario's die kunnen profiteren van dit model zijn complexe materialenmodellering of de evaluatie van volledige katalytische reacties.

Zie Hybride kwantumcomputing voor meer informatie.

Schatting van resources in kwantumcomputing

In kwantumcomputing is het schatten van resources de mogelijkheid om inzicht te krijgen in de resources, het aantal qubits, het aantal kwantumpoorten, verwerkingstijd, enzovoort, dat vereist is voor een bepaald algoritme, ervan uitgaande (of als parameters) bepaalde hardwarekenmerken aannemen. Door inzicht te krijgen in het aantal qubits dat nodig is voor een kwantumoplossing en de verschillen tussen qubit-technologieën, kunnen vernieuwers hun kwantumoplossingen voorbereiden en verfijnen voor uitvoering op toekomstige kwantumcomputers en uiteindelijk hun kwantumimpact versnellen.

De Azure Quantum Resource Estimator is speciaal ontworpen voor geschaalde kwantumfouttolerante systemen, waarmee u architectuurbeslissingen kunt beoordelen, qubittechnologieën kunt vergelijken en de resources kunt bepalen die nodig zijn om een bepaald kwantumalgoritme uit te voeren. U kunt kiezen uit vooraf gedefinieerde fouttolerante protocollen en veronderstellingen opgeven van het onderliggende fysieke qubitmodel.

De Azure Quantum Resource Estimator berekent de schatting van fysieke resources na de indeling door een set invoer zoals qubitparameters, de QEC-code (Kwantumfoutcorrectie), het foutbudget en andere parameters in aanmerking te nemen . Het duurt een Quantum Intermediate Representation (QIR) -programma als invoer en ondersteunt daarom elke taal die wordt vertaald naar QIR. U kunt bijvoorbeeld de Azure Quantum Resource Estimator gebruiken met Q# en Qiskit.

Diagram met onderdelen die worden geleverd door Resource Estimator en bijbehorende aanpassingen.

Providers die beschikbaar zijn in Azure Quantum

Azure Quantum biedt een aantal van de meest aantrekkelijke en diverse kwantumbronnen die momenteel beschikbaar zijn van toonaangevende bedrijven. Azure Quantum werkt momenteel samen met de volgende providers om uw Q#-kwantumprogramma's uit te voeren op echte hardware en de optie om uw code te testen op gesimuleerde kwantumcomputers.

Kies de provider die het beste past bij de kenmerken van uw probleem en uw behoeften.

  • IONQ: Dynamisch herconfigurable trapped-ion kwantumcomputers voor maximaal 11 volledig verbonden qubits, waarmee u een twee-qubitpoort tussen elk paar kunt uitvoeren.
  • PASQAL (Private Preview): Neutrale kwantumprocessors op basis van atoom die op kamertemperatuur werken, met lange coherentietijden en indrukwekkende qubitconnectiviteit.
  • Quantinuum: Ingesloten ionsystemen met hoogwaardige, volledig verbonden qubits, lage foutpercentages, qubithergebruik en de mogelijkheid om mid-circuitmetingen uit te voeren.
  • Rigetti: De systemen van Rigetti worden aangedreven door supergeleidende kwantumprocessors op basis van qubits. Ze bieden snelle poorttijden, voorwaardelijke logica met lage latentie en snelle uitvoeringstijden van programma's.

Zie de volledige lijst met kwantumcomputing target voor meer informatie over de specificaties van elke provider.

Providers komen binnenkort beschikbaar

  • Quantum Circuits, Inc: Full-stack supergeleidende circuits, met realtime feedback die foutcorrectie, codering-agnostische verstrengelingspoorten mogelijk maakt.

Gerelateerde inhoud

Aan de slag met Azure Quantum: