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Diferentes maneiras de executar programas Q#

  • Artigo

O Azure Quantum oferece diferentes opções de desenvolvimento para escrever e executar programas quânticos. Cada ambiente usa o QDK (Quantum Development Kit), um conjunto de ferramentas de software livre que inclui a linguagem de programação Q#. Para obter mais informações, consulte Introdução ao Q#.

Neste artigo, você aprende as diferenças entre cada opção e como escolher a certa para suas necessidades.

Opções para executar programas Q#

O Azure Quantum está disponível por meio de três ambientes de desenvolvimento:

  • Site do Azure Quantum: use o Copilot para escrever, executar e explicar o código Q# em seu navegador. Nenhuma instalação ou conta do Azure necessária.
  • Portal do Azure: gerencie sua assinatura do Azure e o workspace do Azure Quantum, onde você pode escrever e executar programas Q# e Python em Jupyter Notebooks. Não é necessária instalação.
  • Visual Studio Code: escreva, execute e depure código quântico em seu ambiente local, usando Q# como um programa autônomo ou com Python. Instalação necessária.

A opção escolhida para executar programas Q# depende de sua experiência em codificação, conhecimento quântico e metas. Como cada opção tem recursos e funcionalidades diferentes, você normalmente as usa juntas, como escrever programas Q# com a extensão QDK no VS Code enquanto gerencia seu workspace quântico no portal do Azure. Para obter mais informações, confira a tabela a seguir:

  Site do Azure Quantum Portal do Azure Visual Studio Code
Suporte interno a Q# ✔ ✔   ✔ *
Acesso à QPU ✔ ✔     ✔ **
Jupyter Notebooks   ✔ ✔
Avaliador de recursos   ✔ ✔
Suporte para Python   ✔ ✔
Suporte a Cirq e Qiskit   ✔ ✔
Híbrido integrado     ✔
Configuração local     ✔
Criação de workspace quântico   ✔  

* O VS Code fornece suporte avançado a Q#, como CodeLens, IntelliSense e depuração.

** O acesso à QPU no VS Code requer uma assinatura do Azure.

Site do Azure Quantum

No site do Azure Quantum, você pode executar programas Q# em um editor de código online, sem necessidade de instalação ou conta do Azure. Escreva seu próprio código Q#, explore os exemplos internos de Q# ou solicite que o Copilot codifique para você.

O site do Azure Quantum também apresenta blogs, artigos e vídeos de especialistas e entusiastas quânticos. Os Katas Quânticos aprofundam seu conhecimento com tutoriais individualizados sobre os fundamentos da computação quântica e Q#.

Para obter mais informações, consulte Explorar o Copilot no Azure Quantum.

O site do Azure Quantum é adequado para mim?

O site do Azure Quantum permite que você execute programas Q# em seu navegador e acesse vários recursos de aprendizagem. Se você é um entusiasta quântico que deseja aprender fazendo, o site do Azure Quantum é para você.

A tabela a seguir mostra o que você pode e não pode fazer no site do Azure Quantum:

Você poderá: Você não pode: Você precisa de:
  • Execute programas Q# online.
  • Simule seus programas no Emulador Quantinuum H-Series.
  • Peça ao Copilot para explicar conceitos de computação quântica ou gerar programas Q#.
  • Aprenda programação quântica usando tutoriais nos Katas Quânticos.
  • Depure seus programas.
  • Salve seus programas e resultados.
  • Selecione qualquer provedor de computação quântica.
  • Executar código Python.
  • Gerencie seus trabalhos quânticos.
  • Não é necessária instalação.
  • Nenhuma conta do Azure é necessária.

    Portal do Azure

    O portal do Azure é a interface principal da plataforma de computação em nuvem do Microsoft Azure. No portal, você pode criar um workspace do Azure Quantum para executar programas quânticos, enviá-los para provedores de hardware quântico e armazenar seus resultados em uma conta de armazenamento do Azure Quantum. Você também pode gerenciar suas assinaturas, atividades, uso de crédito, cotas e controle de acesso.

    Dica

    Ao criar um workspace do Azure Quantum, você recebe automaticamente US$ 500 gratuitos em Créditos do Azure Quantum para cada provedor de hardware quântico. Você pode usar os Créditos do Azure Quantum para enviar seus primeiros programas quânticos para hardware quântico real.

    Os workspaces do Quantum incluem notebooks do Azure Quantum, que são Jupyter Notebooks baseados na Web no portal do Azure. Use notebooks do Azure para criar, carregar, armazenar e executar programas Q# e Python em simuladores quânticos ou hardware. Em seu workspace quântico, você pode usar notebooks de exemplo para começar a usar a programação quântica.

    Você também pode usar o Avaliador de Recursos do Azure Quantum em notebooks do Azure para estimar os recursos físicos necessários para executar seus programas Qiskit e QIR. Para obter mais informações, consulte Executar o Avaliador de Recursos no portal do Azure.

    O portal do Azure é adequado para mim?

    No portal do Azure, você pode conceder a um grupo de usuários, como membros da equipe ou alunos, acesso ao workspace quântico. Se você quiser gerenciar suas assinaturas, examinar suas faturas ou adicionar provedores quânticos, o portal do Azure é para você.

    A tabela a seguir mostra o que você pode e não pode fazer no portal do Azure:

    Você poderá: Você não pode: Você precisa de:
    • Crie workspaces quânticos.
    • Gerencie suas assinaturas e espaços de trabalho.
    • Copie as chaves de acesso do seu espaço de trabalho.
    • Gerencie seus trabalhos quânticos.
    • Execute programas Q# e Python em notebooks do Azure.
    • Salve seus programas e resultados.
    • Selecione qualquer provedor de computação quântica.
    • Acesse o Quantum Copilot.
    • Depure seus programas.
    • Uma assinatura do Azure.
    • Um espaço de trabalho quântico.
    • Não é necessária instalação.

    Visual Studio Code

    O Visual Studio Code é um editor de código livre e gratuito da Microsoft. Com a extensão QDK para VS Code, você pode criar programas Q#, carregar exemplos Q# internos e usar recursos como mensagens de erro, realce de sintaxe, depuração, visualização de diagrama de circuito, CodeLens e IntelliSense, tudo em seu ambiente de desenvolvimento local.

    Você também pode usar o Avaliador de Recursos do Azure Quantum para estimar os recursos físicos necessários para executar seus programas Q# em computadores quânticos. O Avaliador de Recursos faz parte do QDK, portanto, você não precisa de uma assinatura do Azure para usá-lo. Para obter mais informações, consulte Executar o Avaliador de Recursos no Visual Studio Code.

    Você não precisa de uma conta do Azure para usar o QDK no VS Code. No entanto, se você tiver uma conta do Azure, poderá se conectar ao workspace do Azure Quantum do VS Code e executar programas Q# nos computadores quânticos e simuladores dos provedores selecionados.

    Para começar, consulte Configurar o Quantum Development Kit.

    Observação

    A extensão QDK também está disponível para o VS Code para a Web, que fornece a mesma conectividade do Azure e os mesmos recursos de linguagem Q# que a versão da área de trabalho. No entanto, ele não oferece suporte a Python, Qiskit ou Cirq.

    Integração de Q# e Python

    No VS Code, você pode usar Q# sozinho ou com Python, que requer os qsharp pacotes e azure-quantum Python. Para instalar esses pacotes, consulte Adicionar suporte para Python e Jupyter Notebooks.

    A tabela a seguir mostra como usar Q# com e sem Python no VS Code:

    Formatar Arquivos Descrição
    Q# .Qs Um programa Q# que contém apenas código Q#.
    Q# e Python .qs e .py O programa Python é um programa host que, em algum ponto de sua rotina, chama e usa os resultados do programa Q#. Isso geralmente ocorre para projetos complexos.
    Jupyter Notebook .ipynb O kernel Python suporta células de código e texto. Por padrão, as células de código usam Python, mas você pode alterá-las para Q# com o %%qsharp comando. Isso significa que você pode ter código Python, código Q# e texto explicativo em um arquivo. Para obter mais informações, consulte O comando %%qsharp.

    O Visual Studio Code é ideal para mim?

    O VS Code é um ambiente rico em recursos que inclui CodeLens e IntelliSense para escrever, executar e depurar programas quânticos. Se você tem experiência em codificação e deseja explorar Q# em profundidade, o VS Code é para você.

    A tabela a seguir mostra o que você pode e não pode fazer no VS Code:

    Você poderá: Você não pode: Você precisa de:
    • Execute programas Q# e Python.
    • Carregar exemplos Q#.
    • Depure seus programas.
    • Salve seus programas e resultados.
    • Selecione qualquer provedor de computação quântica.
    • Visualize diagramas de circuitos quânticos.
    • Crie e execute Jupyter Notebooks.
    • Tem mensagens de erro do compilador.
    • Use o Avaliador de Recursos.
    • Acesse o Quantum Copilot.
    • Gerencie suas assinaturas e espaços de trabalho.
    • Gerencie seus trabalhos quânticos.
    • Para instalar o VS Code.
    • Para instalar a extensão QDK.
    • Uma assinatura do Azure e um workspace quântico (se você quiser executar programas em hardware real).

    Recursos de aprendizagem do Q#

    Para aprender e explorar a linguagem de programação Q#, use os seguintes recursos:

    • Roteiro de aprendizagem do Azure Quantum: se você estiver interessado em computação quântica, mas não souber por onde começar, siga este roteiro de aprendizagem. Por meio de uma série de módulos interativos, você aprende sobre computação quântica e como desenvolver soluções quânticas usando Q# e o QDK.
    • Katas quânticos: aprenda computação quântica e programação simultaneamente com esses tutoriais individualizados, cada um com teoria relevante e exercícios Q# para testar seus conhecimentos.
    • Exemplos de código Q#: crie sua primeira solução quântica com esses exemplos Q# prontos para uso. Eles abrangem quatro áreas: algoritmos quânticos, estimativa de recursos, construções de linguagem e Jupyter Notebooks.
    • Playground QDK: explore algoritmos quânticos comuns escritos em Q#. O playground é hospedado no VS Code para a Web e vem pré-configurado com o QDK, portanto, você não precisa instalar nada.

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