Introdução ao Azure Quantum Development Kit (QDK moderno)

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Saiba mais sobre as diferentes opções de ambiente disponíveis para desenvolver a computação quântica usando o serviço do Azure Quantum . Cada ambiente usa o Azure Quantum Development Kit (QDK Moderno), um conjunto código aberto de ferramentas que inclui a linguagem Q# de programação quântica e as bibliotecas que acompanham. Com o QDK, você pode desenvolver aplicativos de computação quântica usando diferentes IDEs e linguagens e executá-los em simuladores quânticos ou hardware quântico usando o Azure Quantum.

Executando programas quânticos

O Azure Quantum oferece vários ambientes para começar a explorar a programação quântica.

  Site do Azure Quantum Visual Studio Code (Web) Azure portal Visual Studio Code
Suporte interno Q# * ✔ ✔ ✔ ✔
Jupyter notebooks   ✔ ✔ ✔
Avaliador de Recursos   ✔ ✔ ✔
Acesso à QPU   ✔
(com assinatura do Azure)		 ✔
(com assinatura do Azure)		 ✔
(com assinatura do Azure)
Suporte para Python     ✔ ✔
Suporte a Qiskit e Cirq     ✔ ✔
Híbrido integrado       ✔
(com QDK clássico)
Configuração local       ✔

* O VS Code e o VS Code (Web) fornecem suporte a linguagem avançada Q# , como IntelliSense e depuração.

O site do Azure Quantum

No site do Azure Quantum, você pode escrever e executar Q# código diretamente em seu navegador no editor de código online e abrir seu código diretamente no VS Code na Web com um clique – nenhuma instalação ou conta do Azure necessária. Escreva seu próprio Q# código, use os exemplos internos ou solicite que o Copilot no Azure Quantum crie Q# código. Para obter mais informações, consulte Explorar o Azure Quantum.

O portal do Azure Quantum

O portal do Azure Quantum fornece um ambiente de desenvolvimento sem instalação em que você pode criar, carregar, armazenar e executar seu código quântico no Jupyter Notebooks em um simulador quântico ou hardware targetsquântico. Uma galeria de exemplos de Jupyter Notebooks é fornecida para que você comece a usar a programação quântica em Q#, Python e executando circuitos Qiskit e Cirq. No portal, você também pode gerenciar workspaces quânticos, trabalhos, atividades, créditos e uso e controle de acesso. Para começar, confira Criar um workspace do Azure Quantum.

Dica

Os usuários iniciantes recebem automaticamente US$ 500 (USD)Créditos do Azure Quantum para uso com cada provedor de hardware quântico participante. Se você tiver consumido todos os créditos e precisar de mais, poderá se inscrever no programa de créditos do Azure Quantum.

Visual Studio Code

A extensão moderna do VS Code do QDK é a versão mais recente das Q# ferramentas de desenvolvimento quântico e de linguagem. Com um volume menor e um desempenho mais rápido, ele apresenta uma instalação simplificada, aprimoramentos de linguagem, Python integrado, Jupyter Notebook e suporte ao Qiskit, conectividade integrada do Azure para enviar trabalhos para hardware quântico, suporte ao depurador e realce de sintaxe aprimorada e mensagens de erro. O QDK Moderno é independente de plataforma, em execução no Windows, Mac, Linux e na Web. Para obter informações de configuração, consulte Instalando o QDK moderno.

Visual Studio Code na Web

O VS Code na Web é um recurso gratuito que oferece o mesmo desempenho, conectividade do Azure e Q# recursos de linguagem (como realce de sintaxe, IntelliSense e depuração) que a versão instalada do VS Code, menos alguns dos recursos estendidos (consulte a tabela de comparação para obter detalhes). vscode.dev/quantum oferece um ambiente quântico pré-configurado e vscode.dev/quantum/playground/ oferece um ambiente quântico pré-configurado, código de exemplo e conteúdo de aprendizagem para colocar você em funcionamento.

Observação

Se você já tiver um ambiente python e Jupyter Notebook configurado em seu computador, poderá se conectar ao servidor Jupyter do VS Code na Web e executar Q# notebooks. Para obter mais informações, consulte Conectando-se a um servidor Jupyter remoto de vscode.dev.

Instalando o QDK moderno no VS Code

Observação

Para evitar possíveis conflitos da versão do pacote, siga as instruções de desinstalação na etapa 2.

Para instalar o QDK Moderno:

  1. No VS Code, desabilite ou desinstale a extensão da Microsoft Quantum Development Kit .
  2. Execute python -m pip uninstall qsharp qsharp-core qsharp-chemistry azure-quantum
  3. Se necessário, instale a versão mais recente do VS Code ou abra o VS Code na Web.
  4. Instale a extensão do Azure Quantum Development Kit .

É isso. Agora você pode escrever, depurar e executar Q# programas no simulador quântico interno ou se já tiver uma conta do Azure, conectar e enviar Q# programas para hardware quântico, tudo do VS Code.

Para testar sua configuração, consulte Enviar Q# trabalhos para o Azure Quantum

Adicionar suporte para Notebooks Python e Jupyter

Com o suporte adicionado ao Python, você pode inserir ou chamar Q# código de seus programas Python ou Jupyter Notebooks e executá-los no simulador quântico interno ou conectar-se ao workspace do Azure e enviar seus trabalhos para hardware quântico, tudo do VS Code.

Pré-requisitos

  • Um ambiente python (3.9 ou superior, 3.11 recomendado) com Python e Pip instalados.
  • VS Code com a extensão QDK moderna instalada.

Para adicionar suporte a Python e Jupyter Notebook:

  1. Instale as extensões Python e Jupyter para VS Code.

  2. Instale os qsharp pacotes e azure-quantum :

    python -m pip install qsharp azure-quantum

  3. Para suporte a Qiskit ou Cirq, instale azure-quantum usando os parâmetros [qiskit] ou [cirq]:

    Importante

    Se você estiver atualizando de um ambiente qiskit anterior, consulte Atualizar o pacote azure-quantum com suporte do Qiskit.

    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. Instale pacotes opcionais do Python que talvez seja necessário para exibir resultados e trabalhar no Jupyter Notebooks:

    python -m pip install ipykernel ipympl jupyterlab

Para testar sua configuração, consulte Enviar Q# trabalhos com Python ou Enviar Q# trabalhos com Jupyter Notebooks.

Adicionar suporte à CLI do Azure

A CLI do Azure é um método opcional para enviar trabalhos quânticos usando uma janela de terminal no VS Code.

  1. Instale a CLI do Azure.

  2. Instale a extensão mais recente da CLI quantum do Azure. Abra um prompt de comando e execute o seguinte comando:

    az extension add \
    --upgrade \
    -n quantum

Para testar sua configuração, consulte Enviar Q# trabalhos para o Azure Quantum.

Compatibilidade com o QDK clássico

Para obter mais informações, consulte Novidades no QDK Moderno.

  • O QDK moderno não é totalmente compatível com versões anteriores do QDK clássico. Nem todas as APIs foram portadas e os arquivos de projeto existentes não são reconhecidos. Seus programas e projetos atuais podem exigir alterações e atualizações significativas. Para obter mais informações, consulte Migrando seu código para o QDK moderno e Novidades no QDK Moderno.
  • A extensão QDK moderna e a extensão QDK clássica anterior podem ser instaladas no VS Code ao mesmo tempo, mas ambas não podem ser habilitadas ao mesmo tempo. Se você estiver trabalhando exclusivamente com o QDK Moderno ou se seus programas exigirem recursos ainda não compatíveis com o QDK Moderno (como computação quântica híbrida), habilite apenas uma extensão por vez. Para obter mais informações, consulte Continuar trabalhando no QDK clássico.
  • O site do Azure Quantum e os ambientes do portal do Azure Quantum usam exclusivamente o QDK Moderno.

Continuar trabalhando no QDK clássico

Alguns recursos, como a computação híbrida, ainda não têm suporte no QDK Moderno. Para continuar usando o ambiente QDK clássico para essa funcionalidade:

  1. Se você instalou qualquer um dos componentes modernos do QDK:
    1. No VS Code, desabilite ou desinstale a extensão do Azure Quantum Development Kit .
    2. Execute python -m pip uninstall qsharp
  2. No VS Code, habilite ou instale a extensão da Microsoft Quantum Development Kit .
  3. Execute python -m pip install qsharp<1.0.

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Usando o portal do Azure: