Поделиться через

Различные способы запуска программ Q#

  • Статья

Azure Quantum предлагает различные варианты разработки для написания и запуска квантовых программ. В каждой среде используется комплект средств разработки Quantum (QDK), набор средств с открытым исходным кодом, включающий язык программирования Q#. Дополнительные сведения см. в разделе "Общие сведения о Q#".

В этой статье вы узнаете о различиях между каждым вариантом и как выбрать подходящий вариант для ваших потребностей.

Параметры запуска программ Q#

Azure Quantum доступен в трех средах разработки:

  • Веб-сайт Azure Quantum: используйте Copilot для записи, запуска и объяснения кода Q# в браузере. Установка или учетная запись Azure не требуется.
  • портал Azure: Управление подпиской Azure и рабочей областью Azure Quantum, где можно создавать и запускать программы Q# и Python в Jupyter Notebook. Установка не требуется.
  • Visual Studio Code: написание, запуск и отладка квантового кода в локальной среде с помощью Q# в качестве автономной программы или Python. Требуется установка.

Выбранный вариант для запуска программ Q# зависит от опыта написания кода, квантовых знаний и целей. Так как каждый вариант имеет различные функции и функциональные возможности, обычно они используются вместе, например написание программ Q# с расширением QDK в VS Code при управлении квантовой рабочей областью в портал Azure. Дополнительные сведения приведены в таблице ниже.

  Веб-сайт Azure Quantum Портал Azure Visual Studio Code
Встроенная поддержка Q# ✔ ✔   ✔ *
Доступ к QPU ✔ ✔     ✔ **
Jupyter Notebook   ✔ ✔
Оценка ресурсов   ✔ ✔
Поддержка Python   ✔ ✔
Поддержка Cirq и Qiskit   ✔ ✔
Интегрированная гибридная среда     ✔
Локальная установка     ✔
Создание рабочей области Quantum   ✔  

* VS Code обеспечивает многофункциональную поддержку Q#, например CodeLens, IntelliSense и отладку.

** Для доступа к QPU в VS Code требуется подписка Azure.

Веб-сайт Azure Quantum

На веб-сайте Azure Quantum вы можете запускать программы Q# в редакторе кода в сети— установка или учетная запись Azure не требуется. Напишите собственный код Q#, изучите встроенные примеры Q# или предложите Copilot коду.

Веб-сайт Azure Quantum также содержит блоги, статьи и видео от квантовых экспертов и энтузиастов. Квантовые катас углубить свои знания с помощью самостоятельного обучения учебников по основам квантовых вычислений и Q#.

Дополнительные сведения см. в статье "Изучение Copilot" в Azure Quantum.

Подходит ли для меня веб-сайт Azure Quantum?

Веб-сайт Azure Quantum позволяет запускать программы Q# в браузере и получать доступ к различным ресурсам обучения. Если вы являетесь квантовым энтузиастом, который хочет учиться, веб-сайт Azure Quantum предназначен для вас.

В следующей таблице показано, что можно и не удается сделать на веб-сайте Azure Quantum:

Вы можете: Нельзя: Необходимые компоненты:
  • Запустите программы Q# в сети.
  • Имитируйте программы в эмуляторе H-series Quantinuum.
  • Попросите Copilot объяснить понятия квантовых вычислений или создать программы Q#.
  • Узнайте о квантовом программировании с помощью учебников в Quantum Katas.
  • Отладка программ.
  • Сохраните программы и результаты.
  • Выберите любого поставщика квантовых вычислений.
  • Выполнение кода Python.
  • Управление квантовыми заданиями.
  • Установка не требуется.
  • Учетная запись Azure не требуется.

    Портал Azure

    Портал Azure является основным интерфейсом платформы облачных вычислений Microsoft Azure. На портале можно создать рабочую область Azure Quantum для запуска квантовых программ, отправить их в поставщики квантовых оборудования и сохранить результаты в учетной записи хранения Azure Quantum. Вы также можете управлять подписками, действиями, кредитным использованием, квотами и контролем доступа.

    Совет

    При создании рабочей области Azure Quantum вы автоматически получаете бесплатные кредиты Azure Quantum для каждого поставщика квантового оборудования. Вы можете использовать кредиты Azure Quantum для отправки первых квантовых программ в реальное квантовое оборудование.

    К рабочим областям Quantum относятся записные книжки Azure Quantum, которые являются веб-приложениями Jupyter Notebook в портал Azure. Используйте записные книжки Azure для создания, отправки, хранения и запуска программ Q# и Python на квантовых симуляторах или оборудовании. В квантовой рабочей области можно использовать примеры записных книжек для начала работы с квантовым программированием.

    Вы также можете использовать средство оценки ресурсов Azure Quantum в записных книжках Azure для оценки физических ресурсов, необходимых для запуска программ Qiskit и QIR. Дополнительные сведения см. в разделе "Запуск оценки ресурсов" в портал Azure.

    Правильно ли для меня портал Azure?

    В портал Azure вы можете предоставить группе пользователей, например участников команды или учащихся, доступ к своей квантовой рабочей области. Если вы хотите управлять подписками, просматривать счета или добавлять квантовые поставщики, портал Azure предназначено для вас.

    В следующей таблице показано, что можно и не удается выполнить в портал Azure:

    Вы можете: Нельзя: Необходимые компоненты:
    • Создание квантовых рабочих областей.
    • Управление подписками и рабочими областями.
    • Скопируйте ключи доступа рабочей области.
    • Управление квантовыми заданиями.
    • Запустите программы Q# и Python в записных книжках Azure.
    • Сохраните программы и результаты.
    • Выберите любого поставщика квантовых вычислений.
    • Доступ к Quantum Copilot.
    • Отладка программ.
    • Подписка Azure.
    • Квантовая рабочая область.
    • Установка не требуется.

    Visual Studio Code

    Visual Studio Code — это бесплатный редактор кода с открытым исходным кодом от Корпорации Майкрософт. С расширением QDK для VS Code можно создавать программы Q#, загружать встроенные примеры Q# и использовать такие функции, как обмен сообщениями об ошибках, выделение синтаксиса, отладка, визуализация схемы каналов, КодЛенс и IntelliSense— все в локальной среде разработки.

    Вы также можете использовать средство оценки ресурсов Azure Quantum для оценки физических ресурсов, необходимых для запуска программ Q# на квантовых компьютерах. Оценка ресурсов является частью QDK, поэтому для ее использования не требуется подписка Azure. Дополнительные сведения см. в разделе "Запуск оценщика ресурсов" в Visual Studio Code.

    Для использования QDK в VS Code не требуется учетная запись Azure. Однако если у вас есть учетная запись Azure, вы можете подключиться к рабочей области Azure Quantum из VS Code и запустить программы Q# на квантовых компьютерах и симуляторах выбранных поставщиков.

    Чтобы приступить к работе, ознакомьтесь с разделом "Настройка пакета средств разработки Quantum".

    Примечание.

    Расширение QDK также доступно для VS Code для Интернета, которое предоставляет те же возможности подключения Azure и язык Q#, что и классическая версия. Однако он не поддерживает Python, Qiskit или Cirq.

    Интеграция Q# и Python

    В VS Code вы можете использовать Q# самостоятельно или с Python, для которых требуются qsharp пакеты Python.azure-quantum Сведения об установке этих пакетов см. в разделе "Добавление поддержки для записных книжек Python и Jupyter Notebook".

    В следующей таблице показано, как использовать Q# с Python и без Python в VS Code:

    Формат Файлы Description
    Q# .qs Программа Q#, содержащая только код Q#.
    Q# и Python .qs и .py Программа Python — это ведущая программа, которая в какой-то момент в своей подпрограмме вызывает и использует результаты программы Q#. Обычно это для сложных проектов.
    Портативный компьютер Jupyter .ipynb. Ядро Python поддерживает как код, так и текстовые ячейки. По умолчанию ячейки кода используют Python, но их можно изменить на Q# с помощью %%qsharp команды. Это означает, что код Python, код Q# и пояснительный текст можно использовать в одном файле. Дополнительные сведения см . в статье "Команда %%qsharp".

    Подходит ли Visual Studio Code для меня?

    VS Code — это многофункциональная среда, включающая CodeLens и IntelliSense для написания, запуска и отладки квантовых программ. Если у вас есть опыт написания кода и вы хотите подробно изучить Q#, VS Code предназначен для вас.

    В следующей таблице показано, что можно и не удается выполнить в VS Code:

    Вы можете: Нельзя: Необходимые компоненты:
    • Запустите программы Q# и Python.
    • Загрузка примеров Q#
    • Отладка программ.
    • Сохраните программы и результаты.
    • Выберите любого поставщика квантовых вычислений.
    • Визуализация схем квантовых каналов.
    • Создание и запуск записных книжек Jupyter.
    • Сообщения об ошибках компилятора.
    • Используйте оценщик ресурсов.
    • Доступ к Quantum Copilot.
    • Управление подписками и рабочими областями.
    • Управление квантовыми заданиями.

    Учебные материалы по Q#

    Чтобы узнать и изучить язык программирования Q#, используйте следующие ресурсы:

    • Схема обучения Azure Quantum. Если вы заинтересованы в квантовых вычислениях, но не знаете, где начать, воспользуйтесь этой схемой обучения. В серии интерактивных модулей вы узнаете о квантовых вычислениях и разработке квантовых решений с помощью Q# и QDK.
    • Квантовые катас: изучение квантовых вычислений и программирования одновременно с этими самоуправляемыми учебниками, каждый из которых содержит соответствующие теории и упражнения Q# для тестирования знаний.
    • Примеры кода Q#: создайте первое квантовое решение с помощью этих готовых примеров Q#. Они охватывают четыре области: квантовые алгоритмы, оценка ресурсов, конструкции языка и Jupyter Notebook.
    • Детская площадка QDK: изучение распространенных квантовых алгоритмов, написанных на Q#. Игровая площадка размещена в VS Code для Интернета и предварительно настроена с помощью QDK, поэтому вам не нужно устанавливать ничего.

    Связанный контент