O que é o Azure Quantum?
O Azure Quantum é o serviço de computação quântica em nuvem do Azure. O Azure Quantum fornece um caminho aberto, flexível e preparado para o futuro para a computação quântica que se adapta à sua maneira de trabalhar.
O Azure Quantum oferece uma gama de soluções de computação quântica, incluindo hardware quântico de fornecedores líderes do setor, software quântico e serviços quânticos. Com o Azure Quantum, você pode executar programas quânticos em hardware quântico real, simular algoritmos quânticos e estimar os recursos necessários para executar seus programas quânticos em futuras máquinas quânticas dimensionadas.
Para saber mais sobre como você pode usar a computação quântica e algoritmos quânticos, consulte Entendendo a computação quântica.
Como começar a usar o Azure Quantum?
Para começar a usar o Azure Quantum, primeiro você precisa determinar sua configuração e requisitos atuais. Quer seja um programador ou não, e quer tenha uma conta do Azure ou não, existem diferentes formas de começar a sua jornada com o Azure Quantum. A tabela a seguir fornece orientação com base no seu tipo de usuário:
| Tipo de utilizador | Como começar |
|---|---|
| Não tenho uma conta do Azure e não sou um programador | Você pode visitar o site do Azure Quantum |
| Não tenho uma conta do Azure e sou um programador | Você pode instalar o Quantum Development Kit para Visual Studio Code |
| Tenho uma conta do Azure | Você pode começar criando um espaço de trabalho do Azure Quantum. Em seguida, você pode usar o portal do Azure ou instalar o Quantum Development Kit para Visual Studio Code |
Você não precisa ter uma conta do Azure para usar o Azure Quantum. Mas, se você quiser enviar seus programas quânticos para hardware quântico real no Azure Quantum, precisará de uma conta do Azure e um espaço de trabalho do Azure Quantum.
Para ter uma conta do Azure, pode registar-se gratuitamente e inscrever-se numa subscrição pré-paga. Se for um estudante, pode tirar partido de uma conta gratuita do Azure para estudantes.
Gorjeta
Ao criar um espaço de trabalho do Azure Quantum, você obtém automaticamente US$ 500 gratuitos dos Créditos Quânticos do Azure para cada provedor de hardware quântico. Você pode usar os Créditos Quânticos do Azure para enviar seus primeiros programas quânticos para hardware quântico real.
O site do Azure Quantum
O Azure Quantum (quantum.microsoft.com) é um recurso central para explorar a computação quântica. Você pode interagir com o Copilot no Azure Quantum, um chatbot focado no quantum que ajuda você a escrever código e entender melhor os conceitos quânticos. Você também pode aprender com especialistas e entusiastas através de blogs, artigos e vídeos.
Você pode experimentar exemplos de código Q# no editor de código online, enviar seu trabalho para o emulador Quantinuum H-Series baseado em nuvem e abrir seu código no VS Code for the Web e continuar trabalhando em um ambiente quântico pré-configurado.
O site do Azure Quantum é gratuito e não requer uma conta do Azure. Para começar, tudo o que precisa é de uma conta de e-mail da Microsoft (MSA). Para obter mais informações, consulte Explorar o Copilot no Azure Quantum.
Visual Studio Code
O Azure Quantum oferece o Quantum Development Kit (QDK). Com o QDK, você pode escrever programas quânticos Q#, depurar seu código, obter feedback de código em tempo real e escolher sua target máquina. O QDK é o único kit de desenvolvimento pronto para Computação Quântica Tolerante a Falhas (FTQC). Além de suportar Q#, o QDK também suporta programas Qiskit e Cirq para computação quântica, portanto, se você já estiver trabalhando em outras linguagens de desenvolvimento, também poderá executar seus circuitos no Azure Quantum.
O Quantum Development Kit é gratuito e está disponível no Visual Studio Code. Para obter mais informações, consulte Instalar o QDK no Visual Studio Code.
Nota
Um espaço de trabalho do Azure Quantum é necessário para executar seus programas quânticos locais em provedores do Azure Quantum. Para obter mais informações, consulte Criar um espaço de trabalho do Azure Quantum.
O portal do Azure
Se você tiver uma conta do Azure, poderá usar o portal do Azure para criar um espaço de trabalho do Azure Quantum. Um espaço de trabalho do Azure Quantum é uma coleção de ativos associados ao quantum em execução. Para obter mais informações, consulte Criar um espaço de trabalho do Azure Quantum.
Com o portal do Azure, você pode enviar seus programas quânticos para hardware quântico real, gerenciar seu espaço de trabalho do Azure Quantum, exibir seus trabalhos quânticos e monitorar seus programas quânticos.
O que é a Q#?
Q# é uma linguagem de programação quântica de código aberto para desenvolver e executar programas quânticos.
Um programa quântico pode ser visto como um conjunto particular de sub-rotinas clássicas que, quando chamadas, realizam um cálculo interagindo com um sistema quântico; um programa escrito em Q# não modela diretamente o estado quântico, mas descreve como um computador de controle clássico interage com qubits. Isso permite que você seja totalmente agnóstico sobre o que é um estado quântico em cada target máquina, que pode ter interpretações diferentes dependendo da máquina.
Q# é uma linguagem independente que oferece um alto nível de abstração. Não há noção de um estado quântico ou de um circuito; em vez disso, o Q# implementa programas em termos de instruções e expressões, muito parecido com as linguagens de programação clássicas. Assim, a linguagem Q# suporta a integração de computação clássica e quântica rica.
Para obter mais informações, consulte Introdução ao Q#. Para começar a escrever código Q#, consulte Criar seu primeiro programa Q#.
O que posso fazer com o Azure Quantum?
O Azure Quantum oferece uma ampla gama de serviços e ferramentas para ajudá-lo a desenvolver soluções quânticas.
Para obter as informações mais recentes sobre a pesquisa de computação quântica da Microsoft, consulte a página Microsoft Research Quantum Computing .
Computação quântica híbrida
A computação quântica híbrida refere-se aos processos e arquitetura de um computador clássico e um computador quântico trabalhando juntos para resolver um problema. Com a última geração de arquitetura de computação quântica híbrida disponível no Azure Quantum, você pode começar a programar computadores quânticos misturando instruções clássicas e quânticas.
Para obter mais informações, consulte Computação quântica híbrida.
Estimativa de recursos em computação quântica
Na computação quântica, estimativa de recursos é a capacidade de entender os recursos, ou seja, o número de qubits, número de portas quânticas, tempo de processamento, etc., que serão necessários para um determinado algoritmo, assumindo (ou tomando como parâmetros) certas características de hardware. Compreender o número de qubits necessários para uma solução quântica e as diferenças entre as tecnologias de qubit permite que os inovadores preparem e refinem suas soluções quânticas para rodar em futuras máquinas quânticas em escala e, finalmente, acelerar seu impacto quântico.
O Azure Quantum Resource Estimator permite avaliar decisões arquitetônicas, comparar tecnologias de qubit e determinar os recursos necessários para executar um determinado algoritmo quântico. Você pode escolher entre protocolos tolerantes a falhas predefinidos e especificar suposições do modelo de qubit físico subjacente. O Azure Quantum Resource Estimator calcula a estimativa de recursos físicos pós-layout levando em conta um conjunto de entradas, como parâmetros de qubit, o código de correção de erro quântico (QEC), o orçamento de erro e outros parâmetros .
Para obter mais informações, consulte Estimativa de recursos na computação quântica e Executar sua primeira estimativa de recursos.
Simulação quântica com o Azure Quantum Elements
A mecânica quântica é o "sistema operacional" subjacente do universo. Descreve como se comportam os blocos de construção fundamentais da natureza. Os comportamentos da natureza, como reações químicas, reações biológicas e formações materiais, muitas vezes envolvem interações quânticas de muitos corpos. Para simular sistemas intrinsecamente de mecânica quântica, como moléculas, a computação quântica é promissora, porque os qubits podem ser usados para representar os estados naturais em questão. Exemplos de sistemas quânticos que a computação quântica pode modelar são fotossíntese, supercondutividade e formações moleculares complexas.
O Azure Quantum Elements foi criado especificamente para acelerar a descoberta científica. Reinvente sua produtividade de pesquisa e desenvolvimento com fluxos de trabalho de simulação otimizados para dimensionamento em clusters de HPC (Computação de Alto Desempenho) do Azure, computação acelerada por IA, raciocínio aumentado usando IA, integração com ferramentas quânticas para começar a experimentar hardware quântico existente e acesso no futuro ao supercomputador quântico da Microsoft.
Para obter mais informações, consulte Unlocking the power of Azure for Molecular Dynamics.
Acelerações quânticas
Os computadores quânticos se saem excepcionalmente bem com problemas que exigem o cálculo de um grande número de combinações possíveis. Esses tipos de problemas podem ser encontrados em muitas áreas, como simulação quântica, criptografia, aprendizado de máquina quântico e problemas de pesquisa.
Um dos objetivos da pesquisa em computação quântica é estudar quais problemas podem ser resolvidos por um computador quântico mais rápido do que um computador clássico e quão grande pode ser a aceleração. Um exemplo bem conhecido é o algoritmo de Grover, que produz uma aceleração polinomial sobre as contrapartes clássicas.
O algoritmo de Grover acelera a solução para pesquisas de dados não estruturados, executando a pesquisa em menos etapas do que qualquer algoritmo clássico poderia. De facto, qualquer problema que lhe permita verificar se um determinado valor $x$ é uma solução válida (um problema "sim ou não") pode ser formulado em termos do problema de pesquisa.
Para uma implementação do algoritmo de Grover, consulte Tutorial: Implementar o algoritmo de pesquisa de Grover em Q#.
Provedores Quantum disponíveis no Azure Quantum
O Azure Quantum oferece alguns dos recursos quânticos mais atraentes e diversificados disponíveis atualmente dos líderes do setor. Atualmente, o Azure Quantum faz parceria com os seguintes provedores para permitir que você execute seus programas quânticos Q# em hardware real e a opção de testar seu código em computadores quânticos simulados.
Escolha o fornecedor que melhor se adapte às características do seu problema e às suas necessidades.
- IONQ: Computadores quânticos de íons trapped reconfiguráveis dinamicamente para até 11 qubits totalmente conectados, que permitem executar uma porta de dois qubits entre qualquer par.
- PASQAL (Private Preview): Processadores quânticos neutros baseados em átomos operando à temperatura ambiente, com longos tempos de coerência e conectividade de qubit impressionante.
- Quantinuum: Sistemas de íons presos com qubits de alta fidelidade e totalmente conectados, baixas taxas de erro, reutilização de qubits e a capacidade de realizar medições no meio do circuito.
- Rigetti: Os sistemas da Rigetti são alimentados por processadores quânticos supercondutores baseados em qubit. Eles oferecem tempos de porta rápidos, lógica condicional de baixa latência e tempos de execução de programas rápidos.
Para obter mais informações sobre as especificações de cada provedor, consulte a lista completa de computação target quântica.
Para obter informações sobre o custo do trabalho, consulte Preços no Azure Quantum e Perguntas frequentes: Noções básicas sobre custos de trabalho e cobrança no Azure Quantum.
Fornecedores em breve
- Quantum Circuits, Inc: Circuitos supercondutores full-stack, com feedback em tempo real que permite a correção de erros, codificando portas de emaranhamento agnósticas.
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