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Verschiedene Möglichkeiten zum Ausführen von Q#-Programmen

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Azure Quantum bietet verschiedene Entwicklungsoptionen zum Schreiben und Ausführen von Quantenprogrammen. Jede Umgebung verwendet das Quantum Development Kit (QDK), eine Reihe von Open-Source-Tools, die die Q#-Programmiersprache enthalten. Weitere Informationen finden Sie in der Einführung in Q#.

In diesem Artikel lernen Sie die Unterschiede zwischen den einzelnen Optionen und der auswahl des richtigen für Ihre Anforderungen kennen.

Optionen für die Ausführung von Q#-Programmen

Azure Quantum ist über drei Entwicklungsumgebungen verfügbar:

  • Azure Quantum-Website: Verwenden Sie Copilot, um Q#-Code in Ihrem Browser zu schreiben, auszuführen und zu erläutern. Es ist keine Installation oder kein Azure-Konto erforderlich.
  • Azure-Portal: Verwalten Sie Ihr Azure-Abonnement und Den Azure Quantum-Arbeitsbereich, in dem Sie Q#- und Python-Programme in Jupyter-Notizbüchern schreiben und ausführen können. Keine Installation erforderlich.
  • Visual Studio Code: Schreiben, Ausführen und Debuggen von Quantencode in Ihrer lokalen Umgebung mit Q# als eigenständiges Programm oder mit Python. Installation erforderlich.

Die Option, die Sie für die Ausführung von Q#-Programmen auswählen, hängt von Ihrer Codierungserfahrung, Quantenkenntnissen und Zielen ab. Da jede Option unterschiedliche Features und Funktionen aufweist, verwenden Sie sie in der Regel zusammen, z. B. das Schreiben von Q#-Programmen mit der QDK-Erweiterung in VS Code während der Verwaltung Ihres Quantenarbeitsbereichs im Azure-Portal. Weitere Informationen finden Sie in der Tabelle unten:

  Azure Quantum-Website Azure-Portal Visual Studio Code
Integrierte Q#-Unterstützung ✔ ✔   ✔ *
QPU-Zugriff ✔ ✔     ✔ **
Jupyter-Notebooks   ✔ ✔
Ressourcenschätzung   ✔ ✔
Python-Unterstützung   ✔ ✔
Cirq- und Qiskit-Unterstützung   ✔ ✔
Integrierte Hybridbereitstellung     ✔
Lokale Einrichtung     ✔
Quantenarbeitsbereichserstellung   ✔  

* VS Code bietet umfassende Q#-Unterstützung, z. B. CodeLens, IntelliSense und Debugging.

** Für den QPU-Zugriff in VS Code ist ein Azure-Abonnement erforderlich.

Azure Quantum-Website

Auf der Azure Quantum-Website können Sie Q#-Programme in einem Onlinecode-Editor ausführen – keine Installation oder ein Azure-Konto erforderlich. Schreiben Sie Ihren eigenen Q#-Code, erkunden Sie die integrierten Q#-Beispiele, oder fordern Sie Copilot zur Codeerstellung auf.

Die Azure Quantum-Website enthält auch Blogs, Artikel und Videos von Quantenexperten und Enthusiasten. Die Quantum Katas vertiefen Ihr Wissen mit selbstgesteuerten Lernprogrammen zu den Grundlagen von Quantencomputing und Q#.

Weitere Informationen finden Sie unter Explore Copilot in Azure Quantum.

Ist die Azure Quantum-Website für mich richtig?

Auf der Azure Quantum-Website können Sie Q#-Programme in Ihrem Browser ausführen und auf verschiedene Lernressourcen zugreifen. Wenn Sie ein Quanten-Enthusiast sind, der lernen möchte, ist die Azure Quantum-Website für Sie.

Die folgende Tabelle zeigt, was Sie auf der Azure Quantum-Website tun können und was nicht möglich ist:

Sie können Folgendes ausführen: Sie können Folgendes ausführen: Sie benötigen:
  • Führen Sie Q#-Programme online aus.
  • Simulieren Sie Ihre Programme im Quantinuum H-Series Emulator.
  • Bitten Sie Copilot, Quantencomputingkonzepte zu erläutern oder Q#-Programme zu generieren.
  • Lernen Sie die Quantenprogrammierung mithilfe von Lernprogrammen in den Quantum Katas kennen.
  • Debuggen Sie Ihre Programme.
  • Speichern Sie Ihre Programme und Ergebnisse.
  • Wählen Sie einen beliebigen Quantum Computing-Anbieter aus.
  • Ausführen des Python-Codes.
  • Verwalten Sie Ihre Quantenaufträge.
  • Keine Installation erforderlich.
  • Kein Azure-Konto erforderlich.

    Azure-Portal

    Das Azure-Portal ist die Hauptschnittstelle der Cloud Computing-Plattform von Microsoft Azure. Im Portal können Sie einen Azure Quantum-Arbeitsbereich erstellen, um Quantenprogramme auszuführen, sie an Quantenhardwareanbieter zu senden und ihre Ergebnisse in einem Azure Quantum Storage-Konto zu speichern. Sie können Auch Ihre Abonnements, Aktivitäten, Kreditnutzung, Kontingente und Zugriffssteuerung verwalten.

    Tipp

    Wenn Sie einen Azure Quantum-Arbeitsbereich erstellen, erhalten Sie automatisch USD500 kostenlose Azure Quantum Credits für jeden Quantenhardwareanbieter. Sie können azure Quantum Credits verwenden, um Ihre ersten Quantenprogramme an echte Quantenhardware zu übermitteln.

    Quantenarbeitsbereiche umfassen Azure Quantum-Notizbücher, die webbasierte Jupyter-Notizbücher im Azure-Portal sind. Verwenden Sie Azure-Notizbücher zum Erstellen, Hochladen, Speichern und Ausführen von Q#- und Python-Programmen auf Quantensimulatoren oder Hardware. Im Quantenarbeitsbereich können Sie Beispielnotizbücher verwenden, um mit der Quantenprogrammierung zu beginnen.

    Sie können auch die Azure Quantum Resource Estimator in Azure-Notizbüchern verwenden, um die physischen Ressourcen zu schätzen, die zum Ausführen Ihrer Qiskit- und QIR-Programme erforderlich sind. Weitere Informationen finden Sie unter Ausführen der Ressourcenschätzung im Azure-Portal.

    Ist die Azure-Portal für mich richtig?

    Über die Azure-Portal können Sie einer Gruppe von Benutzern wie Teammitgliedern oder Studenten Zugriff auf Ihren Quantenarbeitsbereich gewähren. Wenn Sie Ihre Abonnements verwalten, Ihre Rechnungen überprüfen oder Quantenanbieter hinzufügen möchten, ist die Azure-Portal für Sie bestimmt.

    Die folgende Tabelle zeigt, was Sie in der Azure-Portal tun können und was nicht möglich ist:

    Sie können Folgendes ausführen: Sie können Folgendes ausführen: Sie benötigen:
    • Erstellen Sie Quantenarbeitsbereiche.
    • Verwalten Sie Ihre Abonnements und Arbeitsbereiche.
    • Kopieren Sie Die Zugriffstasten Ihres Arbeitsbereichs.
    • Verwalten Sie Ihre Quantenaufträge.
    • Führen Sie Q#- und Python-Programme in Azure-Notizbüchern aus.
    • Speichern Sie Ihre Programme und Ergebnisse.
    • Wählen Sie einen beliebigen Quantum Computing-Anbieter aus.
    • Greifen Sie auf den Quantum Copilot zu.
    • Debuggen Sie Ihre Programme.
    • Ein Azure-Abonnement.
    • Ein Quantenarbeitsbereich.
    • Keine Installation erforderlich.

    Visual Studio Code

    Visual Studio Code ist ein kostenloser Open-Source-Code-Editor von Microsoft. Mit der QDK-Erweiterung für VS Code können Sie Q#-Programme erstellen, integrierte Q#-Beispiele laden und Features wie Fehlermeldungen, Syntaxmarkierung, Debuggen, Schaltkreisdiagrammvisualisierung, CodeLens und IntelliSense verwenden – alles in Ihrer lokalen Entwicklungsumgebung.

    Sie können auch den Azure Quantum Resource Estimator verwenden, um die physischen Ressourcen zu schätzen, die zum Ausführen Ihrer Q#-Programme auf Quantencomputern erforderlich sind. Die Ressourcenschätzung ist Teil des QDK, sodass Sie kein Azure-Abonnement benötigen, um es zu verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Ausführen der Ressourcenschätzung in Visual Studio Code.

    Sie benötigen kein Azure-Konto, um QDK in VS Code zu verwenden. Wenn Sie jedoch über ein Azure-Konto verfügen, können Sie über VS Code eine Verbindung mit Ihrem Azure Quantum-Arbeitsbereich herstellen und Q#-Programme auf den Quantencomputern und Simulatoren Ihrer ausgewählten Anbieter ausführen.

    Informationen zu den ersten Schritten finden Sie unter "Einrichten des Quantum Development Kit".

    Hinweis

    Die QDK-Erweiterung ist auch für VS Code für das Web verfügbar, das die gleichen Azure-Konnektivitäts- und Q#-Sprachfunktionen wie die Desktopversion bereitstellt. Allerdings wird Python, Qiskit oder Cirq nicht unterstützt.

    Integration von Q# und Python

    In VS Code können Sie Q# selbst oder mit Python verwenden, was die qsharp Pakete und azure-quantum Python erfordert. Informationen zum Installieren dieser Pakete finden Sie unter Hinzufügen der Unterstützung für Python- und Jupyter-Notizbücher.

    Die folgende Tabelle zeigt, wie Sie Q# mit und ohne Python in VS Code verwenden:

    Format Dateien Beschreibung
    Q# .qs Ein Q#-Programm, das nur Q#-Code enthält.
    Q# und Python QS und .py Das Python-Programm ist ein Hostprogramm, das irgendwann in seiner Routine die Ergebnisse des Q#-Programms aufruft und verwendet. Dies gilt in der Regel für komplexe Projekte.
    Jupyter Notebook .ipynb Der Python-Kernel unterstützt Sowohl Code als auch Textzellen. Standardmäßig verwenden Codezellen Python, aber Sie können sie mit dem %%qsharp Befehl in Q# ändern. Dies bedeutet, dass Sie Python-Code, Q#-Code und erläuternden Text in einer Datei haben können. Weitere Informationen finden Sie unter dem Befehl %%qsharp.

    Ist Visual Studio Code für mich richtig?

    VS Code ist eine funktionsreiche Umgebung, die CodeLens und IntelliSense zum Schreiben, Ausführen und Debuggen von Quantenprogrammen enthält. Wenn Sie Codierungserfahrung haben und F# im Detail erkunden möchten, ist VS Code für Sie geeignet.

    Die folgende Tabelle zeigt, was Sie in VS Code tun können und was nicht möglich ist:

    Sie können Folgendes ausführen: Sie können Folgendes ausführen: Sie benötigen:
    • Führen Sie Q#- und Python-Programme aus.
    • Laden Sie Q#-Beispiele.
    • Debuggen Sie Ihre Programme.
    • Speichern Sie Ihre Programme und Ergebnisse.
    • Wählen Sie einen beliebigen Quantum Computing-Anbieter aus.
    • Visualisieren Sie Quantenschaltungsdiagramme.
    • Erstellen und Ausführen von Jupyter-Notizbüchern.
    • Verwenden Sie Compilerfehlermeldungen.
    • Verwenden Sie den Ressourcenschätzer.
    • Greifen Sie auf den Quantum Copilot zu.
    • Verwalten Sie Ihre Abonnements und Arbeitsbereiche.
    • Verwalten Sie Ihre Quantenaufträge.
    • So installieren Sie VS Code.
    • So installieren Sie die QDK-Erweiterung.
    • Ein Azure-Abonnement und ein Quantenarbeitsbereich (wenn Sie Programme auf echter Hardware ausführen möchten).

    Q#-Schulungsressourcen

    Verwenden Sie die folgenden Ressourcen, um die F#-Programmiersprache zu erlernen und zu erkunden:

    • Azure Quantum Learning Path: Wenn Sie an Quantencomputing interessiert sind, aber nicht wissen, wo Sie beginnen sollten, nehmen Sie diesen Lernpfad. Durch eine Reihe interaktiver Module erfahren Sie mehr über Quantencomputing und wie Sie Quantenlösungen mit Q# und QDK entwickeln.
    • Quantum Katas: Lernen Sie Quantencomputing und Programmierung gleichzeitig mit diesen selbstgesteuerten Lernprogrammen kennen, die jeweils relevante Theorie- und Q#-Übungen enthalten, um Ihr Wissen zu testen.
    • Q#-Codebeispiele: Erstellen Sie Ihre erste Quantenlösung mit diesen einsatzbereiten Q#-Beispielen. Sie umfassen vier Bereiche: Quantenalgorithmen, Ressourcenschätzung, Sprachkonstrukte und Jupyter-Notizbücher.
    • QDK-Playground: Erkunden Sie gängige Quantenalgorithmen, die in Q# geschrieben wurden. Der Playground wird im VS Code für das Web gehostet und ist mit dem QDK vorkonfiguriert, sodass Sie nichts installieren müssen.

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