什麼是 Azure Quantum？

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Azure Quantum 是 Azure 的雲端量子運算服務。 它在單一雲端服務中提供廣泛的量子硬體、軟體和解決方案。

透過 Azure Quantum 和 Azure Quantum 開發套件 (QDK)，您能夠編寫您的量子演算法，然後在現有的 Azure 平台中應用這些量子解決方案。

Azure Quantum 開發套件

量子程式設計是一門與傳統程式設計不同的藝術，需要非常不同的工具來理解和表達量子演算法思維。 Azure Quantum Development Kit （QDK） 是免費的開放原始碼軟體開發工具包，可用來撰寫量子程式。

QDK 包含 Q#，這是一種高階的量子程式設計語言。 Q# 的設計目的在於解決量子資訊處理的挑戰。 Q# 語言會整合在軟體堆疊中，使量子演算法能夠編譯成量子電腦的基本作業。

注意

您可以安裝適用於 Visual Studio Code 的 Azure Quantum 開發套件延伸模組，以開始使用 Q# 程序設計。

透過 QDK，您可以：

  • 偵錯您的程式碼：它提供可逐步執行傳統和量子程式碼的量子運算偵錯工具。 這個偵錯工具與其疏鬆記憶體內部模擬器配對，可提供多達數千個邏輯量子位元的快速模擬。
  • 更快速地撰寫程式代碼： 使用 IntelliSense 的語法醒目提示和智慧型手機代碼完成，以及撰寫協助 Copilot 的整個程式碼區塊。
  • 在量子硬體上執行程式碼：您可以在真正的量子硬體上執行量子程式，例如 IonQ、PASQAL、Quantinuum 和 Rigetti。
  • 繪製量子電路圖：使用內建的電路圖檢視器將量子線路視覺化。
  • 執行 Azure Quantum 資源估算器：估計在量子電腦上執行量子程式所需的資源。

混合式量子運算

混合式量子運算是傳統運算和量子運算的混合，兩者結合一起解決問題。 透過 Azure Quantum，您可以混合傳統指令和量子指令來開始撰寫適用於量子電腦的程式碼。 這表示量子程式不只是電路。 他們可以使用傳統程式設計方法來測量中間電路、最佳化和重複使用量子位元，並即時適應量子處理單位 (QPU)。

Azure Quantum 還可讓您將多個電路按批次處理合併成一個作業，這表示您無需在各個作業提交之間等待，而且您可以更快地執行多個作業。 您也可以將作業分組為工作階段，更輕鬆地管理作業。 而且，工作階段中的作業優先於非工作階段的作業。

資源估計

在量子運算中，資源估計是了解執行演算法所需的資源 (例如量子位元的數目、量子閘道的數目、處理時間等) 的能力。當您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時，您便可以準備並精簡量子解決方案，以在未來調整後的量子機器上執行。

Azure Quantum 提供了一個用於估計量子程式資源的免費工具。 「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。

如果您想要深入了解，請參閱課程模組：使用 Azure Quantum 資源估算器估計量子演算法的實體資源。

量子硬體

在 Azure Quantum 中，您可以找到各種量子硬體供應商，協助您為擴充的量子機器的未來做好準備。 與其他解決方案不同的是，您不會侷限在單一硬體技術，而是能從完整的堆疊方法中獲益，保護您的長期投資。

  • IonQ：可動態重新設定離子阱量子電腦提供最多可有 11 個完全連線的量子位元。 IonQ 可讓您在任何配對之間執行雙量子位元閘道。
  • PASQAL：在室內溫度下運作基於中性原子的量子處理器，具有長時間的相干性和令人印象深刻的量子位元連通性。
  • 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：基於可調量子位元的閘道型超導處理器。 其最新的 Aspen-M 系列處理器是以專屬可擴充的多晶片技術為基礎，可實現低延遲和平行執行。

免費的 Azure Quantum 點數

如果這是您第一次使用 Azure Quantum，您會自動獲得免費的 500 美元 的 Azure Quantum 點數，供每個參與的量子硬體供應商使用。 沒錯，您可以在每個量子供應商花費 500 美元。 Azure Quantum 點數可協助您探索不同的量子供應商，並協助您測試第一個量子程式。

Azure Quantum 點數消耗是基於每個量子供應商所定義的資源使用模型，並從您的點數中扣除使用成本。

注意

請注意，Azure 點數和 Azure Quantum 點數是不同的贈送，不應混淆。 當您建立一個免費的試用 Azure 帳戶時，您會獲得 200 美元的免費 Azure 點數，可以用於 Azure 服務。 Azure 點數不符合在量子硬體供應商上使用的資格。

如果我不是量子專家，我仍然可以使用 Azure Quantum 嗎？

Microsoft 致力於讓每個人都可以使用量子運算，無論您是量子開發人員、研究人員還是愛好者。

Azure Quantum 已納入人工智慧來協助您。 您可以在 Azure Quantum 中使用 Copilot，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。

如果您想透過實作來學習，請嘗試 Quantum Katas (這是一系列自定進度的教學課程，可教您量子運算和 Q# 程式設計的元素)。 您也可以探索 Q# 量子範例。

您也可以透過部落格、文章和影片向專家和愛好者學習。 而且您也可以在線上程式碼編輯器中試用一些 Q# 程式碼範例。

顯示 Azure Quantum 提供教學課程、範例、AI 的美工圖表。

所有這些工具都是免費的。