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什么是混合量子计算？

混合量子计算 是指经典计算机的过程和体系结构，以及协同工作的量子计算机来解决问题。 使用 Azure Quantum 中提供的最新一代混合量子计算体系结构，可以通过将经典指令和量子指令混合在一起来开始对量子计算机进行编程。

Azure Quantum 体现了混合量子计算的前瞻性愿景，其中某些体系结构已经正常运行，而另一些体系结构则正在积极开发中。 本文介绍了混合量子计算的不同方法，以及它们如何用于优化某些问题。

使用批处理量子计算对线路进行分组

使用 Batch 量子计算，可以将多个量子线路作为单个作业提交到量子硬件。

通常，量子线路一次作为单个作业发送到量子硬件目标。 当客户端收到一条线路的结果时，下一个线路将作为新作业添加到队列。 但是，将多个线路批处理成一个作业可以消除作业提交之间的等待，使你能够更快地运行多个作业。 可以利用批处理量子计算的问题示例包括 Shor 的算法和简单的量子相位估计。

使用批处理计算模型，还可以将多个预定义线路批处理成一个作业。 在上一条线路完成后，这些线路会立即提交到量子硬件，从而减少作业提交之间的等待。

在此体系结构中，量子比特的状态在每个线路提交之间丢失。

注意

Azure Quantum 目前不支持批处理量子计算。

使用会话对作业进行分组

会话允许你组织多个量子计算作业，并能够在量子作业之间运行经典代码。 你将能够运行复杂的算法，以便更好地组织和跟踪单个量子计算作业。 此外，在会话中分组的作业优先于非会话作业。

在此模型中，客户端计算资源将移到云中，从而降低延迟，并使用不同的参数重复执行量子线路。 尽管会话允许较短的队列时间和较长的运行问题，但量子比特状态不会在每个迭代之间保留。 可以使用此方法的问题示例是 Variational Quantum Eigensolvers （VQE） 和 Quantum Approximate Optimization Algorithms （QAOA）。

有关详细信息，请参阅 会话入门。

运行混合量子计算

使用混合量子计算，经典体系结构和量子体系结构紧密耦合，允许在物理量子比特是一致的时执行经典计算。 虽然受量子比特生存期和错误更正的限制，但这允许量子程序远离电路。 程序现在可以使用常见的编程构造来执行中间线路测量、优化和重用量子比特，并实时适应 QPU。 可以利用此模型的方案示例包括自适应相位估计和机器学习。

有关详细信息，请参阅 集成量子计算。

运行分布式量子计算

在此体系结构中，经典计算与逻辑量子比特一起工作。 借助完全集成的经典控制和较长生存期的逻辑量子比特，分布式量子计算模型可实现跨量子和分布式资源的实时计算。 经典控件不再局限于循环，并允许使用复杂材料建模或完整催化剂反应评估等方案。

注意

Azure Quantum 目前不支持分布式量子计算。