什麼是 Azure Quantum？
Azure Quantum 是 Azure 的雲端量子運算服務。 Azure Quantum 提供開放、彈性且未來證明的量子運算路徑，可適應您的工作方式。
Azure Quantum 提供一系列量子運算解決方案，包括來自領先業界的提供者、量子軟體和量子服務的量子硬體。 透過 Azure Quantum，您可以在實際的量子硬體上執行量子程式、模擬量子演算法，以及估計未來調整量子機器上執行量子程式所需的資源。
若要深入瞭解如何使用量子運算和量子演算法，請參閱 瞭解量子運算。
如何開始使用 Azure Quantum？
若要開始使用 Azure Quantum，您必須先判斷目前的設定和需求。 無論您是否為開發人員，以及您是否有 Azure 帳戶，都有不同的方式可以開始使用 Azure Quantum。 下表根據您的使用者類型提供指引：
| 使用者類型 | 如何開始使用 |
|---|---|
| 我沒有 Azure 帳戶，我不是開發人員 | 您可以瀏覽 Azure Quantum 網站 |
| 我沒有 Azure 帳戶，而我是開發人員 | 您可以安裝 for Visual Studio Code 的Quantum Development Kit |
| 我有 Azure 帳戶 | 您可以從建立 Azure Quantum 工作區開始。 然後，您可以使用 Azure 入口網站 或安裝 Quantum Development Kit for Visual Studio Code |
您 不需要 有 Azure 帳戶才能使用 Azure Quantum。 但是，如果您想要將量子程式提交至 Azure Quantum 中的實際量子硬體，您需要 Azure 帳戶和 Azure Quantum 工作區。
若要擁有 Azure 帳戶，可以免費註冊並註冊 隨用隨付訂用帳戶。 如果您是學生，您可以利用 學生的免費 Azure 帳戶。
提示
當您建立 Azure Quantum 工作區時，會自動為每個量子硬體提供者取得 500 美元的免費 Azure Quantum 點數 。 您可以使用 Azure Quantum 點數，將第一個量子程式提交到真正的量子硬體。
Azure Quantum 網站
Azure Quantum （quantum.microsoft.com） 是探索量子運算的中央資源。 您可以在 Azure Quantum 中與 Copilot 互動，這是一個量子焦點聊天機器人，可協助您撰寫程式代碼並進一步瞭解量子概念。 您也可以透過部落格、文章和影片向專家和愛好者學習。
您可以在在線程式代碼編輯器中試用 Q# 程式代碼範例、將作業提交至雲端型 Quantinuum H 系列模擬器，並在適用於 Web 的 VS Code 中開啟您的程式代碼，並繼續在預先設定的量子環境中工作。
Azure Quantum 網站 是免費的 ， 不需要 Azure 帳戶。 若要開始使用，您只需要Microsoft （MSA） 電子郵件帳戶。 如需詳細資訊，請參閱 探索 Azure Quantum 中的 Copilot。
Visual Studio Code
Azure Quantum 提供 Quantum Development Kit （QDK） 。 透過 QDK，您可以撰寫 Q# 量子程式、偵錯程式代碼、取得即時程式代碼意見反應，然後選擇您的電腦 target 。 QDK 是唯一可供容錯量子運算 （FTQC） 使用的開發工具包。 除了支援 Q# 之外，QDK 也支援 Qiskit 和 Cirq 程式進行量子運算，因此如果您已經在其他開發語言中工作，您也可以在 Azure Quantum 上執行線路。
Quantum Development Kit免費，可在Visual StudioCode中取得。 如需詳細資訊，請參閱 在 Visual Studio Code 中安裝 QDK。
注意
您必須有 Azure Quantum 工作區，才能在 Azure Quantum 提供者上執行本機量子程式。 如需詳細資訊，請參閱 建立 Azure Quantum 工作區。
Azure 入口網站
如果您有 Azure 帳戶，您可以使用 Azure 入口網站 來建立 Azure Quantum 工作區。 Azure Quantum 工作區是與執行量子相關聯的資產集合。 如需詳細資訊，請參閱 建立 Azure Quantum 工作區。
透過 Azure 入口網站，您可以將量子程式提交到實際的量子硬體、管理 Azure Quantum 工作區、檢視量子作業，以及監視量子程式。
什麼是 Q#？
Q# 是開放原始碼的量子程式設計語言，可用於開發和執行量子程式。
量子程式可以視為一組特定的傳統子程式，呼叫時，會透過與量子系統互動來執行計算：以 Q# 撰寫的程式不會直接建立量子狀態的模型，而是描述傳統控制電腦如何與量子位互動。 這可讓您完全無法瞭解每個target機器上的量子狀態，這可能會根據機器有不同的解譯。
Q# 是提供高階抽象概念的獨立語言。 沒有量子狀態或電路的概念;相反地，Q# 會以語句和表達式的方式實作程式，這與傳統程式設計語言非常類似。 因此，Q# 語言支援豐富的傳統和量子運算整合。
如需詳細資訊，請參閱 Q# 簡介。 若要開始撰寫 Q# 程式代碼，請參閱 建立您的第一個 Q# 程式。
我可以使用 Azure Quantum 做什麼？
Azure Quantum 提供各種服務和工具，可協助您開發量子解決方案。
如需Microsoft量子運算研究的最新資訊，請參閱 Microsoft Research Quantum Computing 頁面。
混合式量子運算
混合式量子運算是指傳統計算機的進程和架構，以及一起運作的量子計算機，以解決問題。 透過 Azure Quantum 中提供的最新一代混合式量子運算架構，您可以將傳統和量子指令混合在一起，開始設計量子計算機。
如需詳細資訊，請參閱 混合式量子運算。
量子運算中的資源估計
在量子運算中，資源估計是了解資源的能力，也就是量子位數目、量子網關數目、處理時間等，這是給定演算法所需的資源，假設（或採用作為參數）特定硬體特性。 了解量子解決方案所需的量子位元數目以及量子位元技術之間的差異，可讓創新者準備及優化其量子解決方案以便在未來擴充的量子機器上執行，而且最終能加速對其量子計算的影響。
「Azure Quantum 資源估算器」可讓您評估架構決策、比較量子位元技術，並確定執行指定量子演算法所需的資源。 您可以選擇預先定義的容錯通訊協定，並指定基礎實體量子位模型的假設。 Azure Quantum 資源估算器會藉由採用量子位參數、量子誤差修正 （QEC） 程式代碼、錯誤預算和其他 參數 等一組輸入來計算配置後實體資源估計。
如需詳細資訊，請參閱 量子運算 中的資源估計和 執行您的第一個資源估計。
使用 Azure Quantum Elements 進行量子模擬
量子力學是宇宙的基礎「操作系統」。 其描述本質的基本構成要素的表現方式。 本質的行為，例如化學反應、生物反應和材質構成物，通常牽涉到許多主體的量子互動。 對於模擬本質上的量子力學系統 (例如分子)，量子運算顯得具有潛力，因為量子位元 (qubit) 可以用來表示相關的自然狀態。 量子運算可以模型的量子系統範例包括光合作用、超導性和複雜的分子形成。
Azure Quantum Elements 是專為加速科學探索而建置的。 利用針對 Azure 高效能運算 （HPC） 叢集、AI 加速運算、使用 AI 增強推理、與量子工具整合，開始試驗現有量子硬體的模擬工作流程，以及未來存取 Microsoft 量子超級計算機，來重塑您的研發生產力。
如需詳細資訊，請參閱 解除鎖定 Azure 的分子動態功能。
量子加速
量子電腦在解決需要計算大量可能組合的問題上表現得非常出色。 您可以在許多領域找到這類問題，例如量子模擬、密碼編譯、量子機器學習和搜尋問題。
量子運算研究的其中一個目標，就是要研究量子電腦可以比傳統電腦更快解決哪些問題，以及加速的速度。 一個已知的範例是 Grover 的演算法，其會產生多項式加速於傳統對應專案。
Grover 的演算法 可加快非結構化數據搜尋的解決方案，執行搜尋的步驟比任何傳統演算法都少。 的確，任何可讓您確定指定的值 $x$ 是否為有效解決方案的問題 (「是或否問題」)，都可以根據搜尋問題制定。
如需 Grover 演演算法的實作，請參閱 教學課程：在 Q# 中實作 Grover 的搜尋演算法。
Azure Quantum 上提供的量子提供者
Azure Quantum 提供業界領導者目前提供一些最引人注目且最多樣化的量子資源。 Azure Quantum 目前與下列提供者合作，可讓您在實際硬體上執行 Q# 量子程式，以及在模擬量子計算機上測試程式代碼的選項。
選擇最符合您問題和需求特性的提供者。
- IONQ：可動態重新設定的可截獲離子量子計算機，最多可有 11 個完全連接的量子位，讓您在任何配對之間執行雙量子位網關。
- PASQAL （私人預覽）：中性原子型量子處理器在室內溫度下運作，具有較長的一致性時間和令人印象深刻的量子位連線能力。
- Quantinuum：具有高逼真度、完全連通的量子位元、低錯誤率、量子位元的重複使用以及執行電路中間測量能力的離子阱系統。
- Rigetti：Rigetti 的系統由超導量子位型量子處理器提供動力。 它們提供快速閘道時間、低延遲條件式邏輯，以及快速程式運行時間。
如需每個提供者規格的詳細資訊，請參閱完整的 Quantum 運算 target 清單。
如需作業成本的相關信息，請參閱 Azure Quantum 中的定價和 常見問題：瞭解 Azure Quantum 中的作業成本和計費。
即將推出提供者
- Quantum Circuits， Inc： Full-stack superconducting circuits， with real-time feedback that enables error correction， encoding-agnostic entanging gates.
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