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什么是 Azure Quantum?
Azure Quantum 是 Azure 的一项云量子计算服务,其中包含一组的多样化的量子解决方案和技术。 Azure Quantum 确保提供一条开放、灵活且面向未来的量子计算路径,该路径可适应你的工作方式、加速进度并保护技术投入。
Azure Quantum 提供了最佳的开发环境,可以同时为多个平台创建量子算法,同时保留为特定系统优化相同算法的灵活性。 可以编写一次代码,并且对同一系列中的多个 targets 系列几乎没有更改即可运行它,这样就可以将编程集中在算法级别。
若要详细了解如何使用量子计算和量子算法,请参阅了解量子计算。
如何开始使用 Azure Quantum?
可以通过不同的方法开始使用 Azure Quantum。 首先可以浏览 Azure Quantum 网站,也可以创建第一个 Azure Quantum 工作区。
Azure Quantum 网站
Azure Quantum (quantum.microsoft.com) 是探索量子计算的中心资源。 可以在 Azure Quantum 中与 Copilot 互动,这是一个以量子为中心的聊天机器人,可帮助编写代码并更好地了解量子概念。 还可以通过博客、文章和视频向专家和爱好者学习。
在联机代码编辑器(使用 Azure Quantum 编码)中试用 Q# 代码示例,将作业提交到基于云的 Quantinuum H 系列模拟器,或在联机代码编辑器中单击一下,在 WEB 的 VS Code 中打开代码并继续在预配置量子环境中工作。
Azure Quantum 网站 是免费的 , 不需要 Azure 帐户。 若要开始,只需要一个Microsoft(MSA)电子邮件帐户。 有关详细信息,请参阅 “浏览 Azure Quantum”。
Azure 门户
提示
首次用户会自动获得 500 美元的免费 Azure Quantum 信用额度 ,以便与每个参与的量子硬件提供商一起使用。
开始使用 Azure Quantum 对于新用户来说非常简单,而且免费。 若要将量子程序提交到 Azure Quantum,只需执行以下两项操作:
Azure 帐户:如果没有 Azure 帐户,请免费注册并注册 即用即付订阅。 如果你是学生,则可以利用 学生的免费 Azure 帐户。
Azure Quantum 工作区:Azure Quantum 工作区是与运行量子关联的资产集合。 要创建 Azure Quantum 工作区,请转到 Azure 门户,然后选择“快速创建”,系统会自动创建工作区并添加默认提供程序。 或选择“高级创建”,然后输入工作区的详细信息并选择提供程序。
有关详细信息,请参阅创建 Azure Quantum 工作区。
什么是 Q#?
Q# 是一种开源量子编程语言,用于开发和运行量子程序。
量子程序可以被视为一组特定的传统子例程,在调用时,可以与量子系统交互来执行计算;用 Q# 编写的程序不会直接对量子状态进行建模,而是描述传统控制计算机如何与量子比特交互。 这样,你就可以完全了解每个计算机上的量子状态,根据计算机,量子状态target可能有不同的解释。
Q# 是一种提供高级别抽象的独立语言。 没有量子状态或线路的概念;相反,Q# 在语句和表达式方面实现程序,这与经典编程语言非常类似。 因此,Q# 语言支持丰富的经典计算和量子计算的集成。
有关详细信息,请参阅 Q# 简介。
如何编写 Q# 量子程序?
Azure Quantum 提供 Azure Quantum Development Kit (QDK)。 使用 QDK,可以编写 Q# 量子程序、调试代码、获取实时代码反馈,然后选择 target 计算机。 QDK 是唯一可用于容错量子计算(FTQC)的开发工具包。
QDK 提供两种方法在 Azure Quantum 上运行量子程序:
- 联机开发:在 联机代码编辑器和 Visual Studio Code for the Web 中编写量子代码。
- 本地开发:安装适用于 Visual Studio Code 的 QDK 扩展,并在本地编写量子代码。 有关详细信息,请参阅 在 VS Code 上安装 QDK。
除了支持 Q#,QDK 还提供对 Qiskit 和 Cirq 进行量子计算的支持,因此,如果已在使用其他开发语言,还可以在 Azure Quantum 上运行线路。
注意
Azure Quantum 工作区需要在 Azure Quantum 提供程序上运行本地量子程序。 有关详细信息,请参阅创建 Azure Quantum 工作区。
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。
有关详细信息,请参阅 混合量子计算。
量子计算中的资源估算
在量子计算中,资源估计是了解资源的能力,即量子比特数、量子门数、处理时间等,给定算法需要这些资源,假设(或采用参数)某些硬件特征。 了解量子解决方案所需的量子比特数以及量子比特技术之间的差异,创新者可以准备和优化其量子解决方案,以便在未来的规模化量子计算机上运行,并最终加速其量子影响。
Azure Quantum 资源估算器专为缩放量子容错错误更正系统而设计,可用于评估体系结构决策、比较量子比特技术并确定执行给定量子算法所需的资源。 可以从预定义的容错协议中进行选择,并指定基础物理量子比特模型的假设。
Azure Quantum 资源估算器通过采用一组输入(例如量子比特参数、量子误差更正(QEC)代码、错误预算和其他 参数 来计算布局后的物理资源估算。 它采用 Quantum Intermediate Representation (QIR) 程序作为输入,因此,支持翻译为 QIR 的任何语言,例如,可以将 Azure Quantum 资源估算器与 Q# 和 Qiskit 配合使用。
Azure Quantum 上提供的提供程序
Azure Quantum 提供了业界领先公司当前提供的一些最引人注目、最多样化的量子资源。 Azure Quantum 当前与以下提供商合作,使你能够在真实硬件上运行 Q# 量子程序,并可以选择在模拟的量子计算机上测试代码。
选择最适合你的问题特征和需求的提供程序。
- IONQ:动态重新配置最多 11 个完全连接的量子比特的可捕获离子量子计算机,这样就可以在任何对之间运行双量子比特门。
- PASQAL (个人预览版):中性基于原子的量子处理器在温度下运行,具有较长的一致性时间和令人印象深刻的量子比特连接。
- Quantinuum:离子阱系统可实现高保真、全连接量子比特、低错误率和量子比特重用,并且能够执行中间线路测量。
- 里盖蒂:里盖蒂的系统由基于量子比特的超导量子处理器提供支持。 它们提供快速门时间、低延迟条件逻辑和快速程序执行时间。
有关每个提供程序的规范的详细信息,请参阅完整的 Quantum 计算 target 列表。
即将推出提供商
- Quantum Circuits, Inc:全堆栈超导线路,具有可实现纠错、与编码无关的纠缠门的实时反馈。
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