Wat is Azure Quantum?
Azure Quantum is de cloud-kwantumcomputingservice van Azure. Azure Quantum biedt een open, flexibel en toekomstbestendig pad naar kwantumcomputing die zich aanpast aan uw manier van werken.
Azure Quantum biedt een scala aan kwantumcomputingoplossingen, waaronder kwantumhardware van toonaangevende providers, kwantumsoftware en kwantumservices. Met Azure Quantum kunt u kwantumprogramma's uitvoeren op echte kwantumhardware, kwantumalgoritmen simuleren en de resources schatten die nodig zijn om uw kwantumprogramma's uit te voeren op toekomstige kwantumcomputers.
Zie Understanding Quantum Computing voor meer informatie over hoe u kwantumcomputing en kwantumalgoritmen kunt gebruiken.
Hoe ga ik aan de slag met Azure Quantum?
Als u aan de slag wilt gaan met Azure Quantum, moet u eerst uw huidige installatie en vereisten bepalen. Of u nu een ontwikkelaar bent of niet, en of u al dan niet een Azure-account hebt, er zijn verschillende manieren om met Azure Quantum te beginnen. De volgende tabel bevat richtlijnen op basis van uw gebruikerstype:
| Gebruikerstype | Aan de slag |
|---|---|
| Ik heb geen Azure-account en ik ben geen ontwikkelaar | U kunt de Azure Quantum-website bezoeken |
| Ik heb geen Azure-account en ik ben een ontwikkelaar | U kunt de Quantum Development Kit voor Visual Studio Code installeren |
| Ik heb een Azure-account | U kunt beginnen met het maken van een Azure Quantum-werkruimte. Vervolgens kunt u Azure Portal gebruiken of visual Quantum Development Kit Studio Code installeren |
U hoeft geen Azure-account te hebben om Azure Quantum te gebruiken. Maar als u uw kwantumprogramma's wilt verzenden naar echte kwantumhardware in Azure Quantum, hebt u een Azure-account en een Azure Quantum-werkruimte nodig.
Als u een Azure-account wilt hebben, kunt u zich gratis registreren en zich registreren voor een abonnement met betalen per gebruik. Als u een student bent, kunt u profiteren van een gratis Azure-account voor leerlingen/studenten.
Tip
Wanneer u een Azure Quantum-werkruimte maakt, krijgt u automatisch gratis Azure Quantum-tegoed van USD500 voor elke kwantumhardwareprovider. U kunt het Azure Quantum-tegoed gebruiken om uw eerste kwantumprogramma's naar echte kwantumhardware te verzenden.
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.
U kunt Q#-codevoorbeelden uitproberen in de online code-editor, uw taak indienen bij de Cloud Quantinuum H-Series Emulator en uw code openen in VS Code voor het web en doorgaan met 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 Copilot verkennen in Azure Quantum voor meer informatie.
Visual Studio Code
Azure Quantum biedt de 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). Naast ondersteuning voor Q# ondersteunt de QDK ook Qiskit- en Cirq-programma's voor kwantumcomputing, dus als u al in andere ontwikkeltalen werkt, kunt u uw circuits ook uitvoeren op Azure Quantum.
Het Quantum Development Kit is gratis en beschikbaar in Visual Studio Code. Zie QDK installeren in Visual Studio Code voor meer informatie.
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.
Azure Portal
Als u een Azure-account hebt, kunt u Azure Portal gebruiken om een Azure Quantum-werkruimte te maken. Een Azure Quantum-werkruimte is een verzameling assets die zijn gekoppeld aan het uitvoeren van kwantum. Zie Een Azure Quantum-werkruimte maken voor meer informatie.
Met Azure Portal kunt u uw kwantumprogramma's verzenden naar echte kwantumhardware, uw Azure Quantum-werkruimte beheren, uw kwantumtaken bekijken en uw kwantumprogramma's bewaken.
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 Inleiding tot Q# voor meer informatie. Zie Uw eerste Q#-programma maken om Q#-code te schrijven.
Wat kan ik doen met Azure Quantum?
Azure Quantum biedt een breed scala aan services en hulpprogramma's waarmee u kwantumoplossingen kunt ontwikkelen.
Zie de pagina Microsoft Research Quantum Computing voor de meest recente informatie over het onderzoek naar kwantumcomputing van Microsoft.
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.
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.
Met de Azure Quantum Resource Estimator kunt u architectuurbeslissingen beoordelen, qubittechnologieën vergelijken en de resources 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 .
Zie Resourceraming in kwantumcomputing en Voer uw eerste resourceraming uit voor meer informatie.
Kwantumsimulatie met Azure Quantum Elements
Kwantummechanica is het onderliggende 'besturingssysteem' van het universum. Hierin wordt beschreven hoe de fundamentele bouwstenen van de natuur zich gedragen. Het gedrag van de natuur, zoals chemische reacties, biologische reacties en materiaalformaties, omvat vaak kwantuminteracties van veel lichaam. Voor het simuleren van intrinsiek kwantummechanische systemen, zoals moleculen, is kwantumcomputing veelbelovende, omdat qubits kunnen worden gebruikt om de betrokken natuurlijke toestanden weer te geven. Voorbeelden van kwantumsystemen die kwantumcomputing kunnen modelleren zijn fotosynthese, supergeleiding en complexe moleculaire formaties.
Azure Quantum Elements is speciaal gebouwd om wetenschappelijke detectie te versnellen. Uw onderzoeks- en ontwikkelingsproductiviteit opnieuw uitvinden met simulatiewerkstromen die zijn geoptimaliseerd voor schalen op HPC-clusters (Azure High Performance Computing), AI-versnelde computing, uitgebreide redenering met behulp van AI, integratie met kwantumhulpprogramma's om te experimenteren met bestaande kwantumhardware en toegang in de toekomst tot de kwantumsupercomputer van Microsoft.
Zie De kracht van Azure voor Moleculaire Dynamics ontgrendelen voor meer informatie.
Kwantumsnelheden
Kwantumcomputers doen uitzonderlijk goed met problemen waarvoor een groot aantal mogelijke combinaties moet worden berekend. Deze soorten problemen zijn te vinden op veel gebieden, zoals kwantumsimulatie, cryptografie, kwantummachine learning en zoekproblemen.
Een van de doelen van kwantumcomputingonderzoek is om te onderzoeken welke problemen sneller kunnen worden opgelost door een kwantumcomputer dan een klassieke computer en hoe groot de snelheid kan zijn. Een bekend voorbeeld is het algoritme van Grover, dat een polynomiale versnelling oplevert ten opzichte van de klassieke tegenhangers.
Het algoritme van Grover versnelt de oplossing tot ongestructureerde gegevenszoekopdrachten, waarbij de zoekopdracht in minder stappen wordt uitgevoerd dan elk klassiek algoritme zou kunnen. Elk probleem waarmee u kunt controleren of een bepaalde waarde $x$ een geldige oplossing is (een 'ja of geen probleem') kan worden geformuleerd in termen van het zoekprobleem.
Zie Zelfstudie: Het zoekalgoritme van Grover implementeren in Q#voor een implementatie van het algoritme van Grover.
Kwantumproviders 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.
Zie Prijzen in Azure Quantum en veelgestelde vragen voor informatie over taakkosten en facturering in Azure Quantum.
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: