Présentation d’Azure Quantum
Azure Quantum est le service d’informatique quantique cloud d’Azure. Azure Quantum fournit un chemin ouvert, flexible et futur vers l’informatique quantique qui s’adapte à votre mode de travail.
Azure Quantum offre une gamme de solutions d’informatique quantique, notamment du matériel quantique provenant de fournisseurs de pointe, de logiciels quantiques et de services quantiques. Avec Azure Quantum, vous pouvez exécuter des programmes quantiques sur du matériel quantique réel, simuler des algorithmes quantiques et estimer les ressources nécessaires pour exécuter vos programmes quantiques sur des machines quantiques à l’échelle ultérieure.
Pour en savoir plus sur l’utilisation de l’informatique et des algorithmes quantiques, consultez Fonctionnement de l’informatique quantique.
Comment bien démarrer avec Azure Quantum ?
Pour commencer à utiliser Azure Quantum, vous devez d’abord déterminer votre configuration et vos exigences actuelles. Que vous soyez développeur ou non, et que vous disposiez ou non d’un compte Azure, il existe différentes façons de commencer votre parcours avec Azure Quantum. Le tableau suivant fournit des conseils en fonction de votre type d’utilisateur :
| Type d’utilisateur | Bien démarrer |
|---|---|
| Je n’ai pas de compte Azure et je ne suis pas développeur | Vous pouvez visiter le site web Azure Quantum |
| Je n’ai pas de compte Azure et je suis développeur | Vous pouvez installer visual Quantum Development Kit Studio Code |
| J’ai un compte Azure | Vous pouvez commencer par créer un espace de travail Azure Quantum. Ensuite, vous pouvez utiliser le Portail Azure ou l’installer Quantum Development Kit pour Visual Studio Code |
Vous n’avez pas besoin d’un compte Azure pour utiliser Azure Quantum. Toutefois, si vous souhaitez soumettre vos programmes quantiques à du matériel quantique réel dans Azure Quantum, vous avez besoin d’un compte Azure et d’un espace de travail Azure Quantum.
Pour disposer d’un compte Azure, vous pouvez vous inscrire gratuitement et vous inscrire à un abonnement de paiement à l’utilisation. Si vous êtes étudiant, vous pouvez tirer parti d’un compte Azure gratuit pour les étudiants.
Conseil
Lorsque vous créez un espace de travail Azure Quantum, vous obtenez automatiquement des crédits Azure Quantum gratuits USD500 pour chaque fournisseur de matériel quantique. Vous pouvez utiliser les crédits Azure Quantum pour soumettre vos premiers programmes quantiques à du matériel quantique réel.
Le site web Azure Quantum
Azure Quantum (quantum.microsoft.com) est une ressource centrale pour explorer l’informatique quantique. Vous pouvez interagir avec Copilot dans Azure Quantum, un chatbot quantique qui vous aide à écrire du code et à mieux comprendre les concepts quantiques. Vous pouvez également apprendre des experts et des passionnés par le biais de blogs, d’articles et de vidéos.
Vous pouvez essayer des exemples de code Q# dans l’éditeur de code en ligne, soumettre votre travail à l’émulateur quantinuum H-Series basé sur le cloud, puis ouvrir votre code dans VS Code pour le web et continuer à travailler dans un environnement quantique préconfiguré.
Le site web Azure Quantum est gratuit et ne nécessite pas de compte Azure. Pour commencer, tout ce dont vous avez besoin est un compte de messagerie Microsoft (MSA). Pour plus d’informations, consultez Explorer Copilot dans Azure Quantum.
Visual Studio Code
Azure Quantum propose le Quantum Development Kit QDK (QDK). Avec le QDK, vous pouvez écrire des programmes quantiques Q#, déboguer votre code, obtenir des commentaires de code en temps réel et choisir votre target ordinateur. Le QDK est le seul kit de développement prêt pour l’informatique quantique à tolérance de panne (FTQC). Outre la prise en charge de Q#, le QDK prend également en charge les programmes Qiskit et Cirq pour l’informatique quantique. Par conséquent, si vous travaillez déjà dans d’autres langages de développement, vous pouvez également exécuter vos circuits sur Azure Quantum.
L’option Quantum Development Kit est gratuite et disponible dans Visual Studio Code. Pour plus d’informations, consultez Installer le QDK dans Visual Studio Code.
Remarque
Un espace de travail Azure Quantum est requis pour exécuter vos programmes quantiques locaux sur des fournisseurs Azure Quantum. Pour plus d’informations, consultez Créer un espace de travail Azure Quantum.
Portail Azure
Si vous avez un compte Azure, vous pouvez utiliser le Portail Azure pour créer un espace de travail Azure Quantum. Un espace de travail Azure Quantum est une collection de ressources associées à l’exécution de quantum. Pour plus d’informations, consultez Créer un espace de travail Azure Quantum.
Avec le Portail Azure, vous pouvez soumettre vos programmes quantiques à du matériel quantique réel, gérer votre espace de travail Azure Quantum, afficher vos travaux quantiques et surveiller vos programmes quantiques.
Qu’est-ce que Q# ?
Q# est un langage de programmation quantique open source pour le développement et l’exécution de programmes quantiques.
Un programme quantique peut être vu comme un ensemble particulier de sous-routines classiques qui, quand elles sont appelées, effectuent un calcul en interagissant avec un système quantique. Un programme écrit en Q# ne modélise pas directement l’état quantique, mais décrit plutôt la façon dont un ordinateur de contrôle classique interagit avec les qubits. Cela vous permet d’être entièrement indépendant de ce qu’est un état quantique même sur chaque target machine, qui peut avoir des interprétations différentes en fonction de l’ordinateur.
Q# est un langage autonome offrant un haut niveau d’abstraction. Il n’existe aucune notion d’état quantique ou de circuit ; Au lieu de cela, Q# implémente des programmes en termes d’instructions et d’expressions, tout comme les langages de programmation classiques. Ainsi, le langage Q# prend en charge l’intégration de l’informatique classique et quantique riche.
Pour plus d’informations, consultez Présentation de Q#. Pour commencer à écrire du code Q#, consultez Créer votre premier programme Q#.
Que puis-je faire avec Azure Quantum ?
Azure Quantum offre un large éventail de services et d’outils pour vous aider à développer des solutions quantiques.
Pour obtenir les informations les plus récentes sur la recherche en informatique quantique de Microsoft, consultez la page Microsoft Research Quantum Computing.
Informatique quantique hybride
L’informatique quantique hybride fait référence aux processus et à l’architecture d’un ordinateur classique et d’un ordinateur quantique travaillant ensemble pour résoudre un problème. Avec la dernière génération d’architecture de calcul quantique hybride disponible dans Azure Quantum, vous pouvez commencer à programmer des ordinateurs quantiques en combinant des instructions classiques et quantiques.
Pour plus d’informations, consultez l’informatique quantique hybride.
Estimation des ressources dans l’informatique quantique
Dans l’informatique quantique, l’estimation des ressources est la possibilité de comprendre les ressources, c’est-à-dire le nombre de qubits, le nombre de portes quantiques, le temps de traitement, etc., qui seront nécessaires pour un algorithme donné, en supposant (ou en prenant en tant que paramètres) certaines caractéristiques matérielles. Comprendre le nombre de qubits requis pour une solution quantique et les différences entre les technologies qubit permet aux innovateurs de préparer et d’affiner leurs solutions quantiques pour s’exécuter sur des machines quantiques à l’échelle future et d’accélérer leur impact quantique.
L’estimateur de ressources Azure Quantum vous permet d’évaluer les décisions architecturales, de comparer les technologies de qubit et de déterminer les ressources nécessaires pour exécuter un algorithme quantique donné. Vous pouvez choisir parmi les protocoles prédéfinis à tolérance de panne et spécifier des hypothèses du modèle qubit physique sous-jacent. L’estimateur de ressources Azure Quantum calcule l’estimation des ressources physiques post-disposition en prenant en compte un ensemble d’entrées telles que les paramètres qubit, le code de correction d’erreur quantique (QEC), le budget d’erreur et d’autres paramètres .
Pour plus d’informations, consultez l’estimation des ressources dans l’informatique quantique et exécutez votre première estimation de ressource.
Simulation quantique avec Azure Quantum Elements
La mécanique quantique est le « système d’exploitation » sous-jacent de l’univers. Il décrit comment les composantes de base de la nature fondamentales se comportent. Les comportements de la nature, comme les réactions chimiques et biologiques ou les formations de matière, impliquent souvent des interactions quantiques à plusieurs corps. Pour simuler des systèmes mécaniques intrinsèquement quantiques tels que les molécules, l’informatique quantique est prometteur parce que les qubits peuvent être utilisés pour représenter les états naturels en question. Exemples de systèmes quantiques que l’informatique quantique peut modéliser sont la photosynthèse, la superconductivité et les formations moléculaires complexes.
Azure Quantum Elements est conçu pour accélérer la découverte scientifique. Réinventez votre productivité de recherche et de développement avec des workflows de simulation optimisés pour la mise à l’échelle sur des clusters HpC (High-Performance Computing), l’informatique accélérée par l’IA, le raisonnement augmenté à l’aide de l’IA, l’intégration avec des outils quantiques pour commencer à expérimenter du matériel quantique existant et accéder à l’avenir au supercalculateur quantique de Microsoft.
Pour plus d’informations, consultez Déverrouiller la puissance d’Azure for Molecular Dynamics.
Accélérations de Quantum
Les ordinateurs quantiques sont extrêmement efficaces pour les problèmes qui nécessitent le calcul d’un grand nombre de combinaisons différentes possibles. Ces types de problèmes surviennent dans de nombreux domaines, tels que la simulation quantique, le chiffrement, le Machine Learning quantique et les problèmes de recherche.
L’un des objectifs de la recherche en matière d’informatique quantique est d’étudier les problèmes qui peuvent être résolus par un ordinateur quantique plus rapidement que par un ordinateur classique ainsi que la taille de l’accélération. Un exemple connu est l’algorithme de Grover, qui génère une vitesse polynomiale sur les équivalents classiques.
L’algorithme de Grover donne un grand coup d’accélérateur dans le traitement des recherches de données non structurées, en réduisant le nombre des étapes de recherche comme aucun algorithme classique ne l’avait fait auparavant. En effet, tout problème qui vous permet de vérifier si une valeur donnée $x$ est une solution valide (un « problème oui ou non ») peut être formulé en termes de problème de recherche.
Pour une implémentation de l’algorithme de Grover, consultez Tutoriel : Implémenter l’algorithme de recherche de Grover dans Q#.
Fournisseurs quantiques disponibles sur Azure Quantum
Azure Quantum propose certaines des ressources quantiques les plus fascinantes et diverses disponibles aujourd’hui auprès des leaders du secteur. Azure Quantum collabore actuellement avec les fournisseurs suivants pour vous permettre d’exécuter vos programmes quantiques Q# sur du vrai matériel et de tester votre code sur des ordinateurs quantiques simulés.
Choisissez le fournisseur qui correspond le mieux aux caractéristiques de votre problème et à vos besoins.
- IONQ : Ordinateurs quantiques piégés-ion reconfigurables dynamiquement pour jusqu’à 11 qubits entièrement connectés, ce qui vous permet d’exécuter une porte à deux qubits entre n’importe quelle paire.
- PASQAL (préversion privée) : processeurs quantiques neutres basés sur des atomes fonctionnant à température ambiante, avec des temps de cohérence longs et une connectivité qubit impressionnante.
- Quantinuum : Systèmes d’ions piégés avec qubits haute fidélité entièrement connectés, faibles taux d’erreur et possibilité de prendre une mesure à mi-circuit.
- Rigetti : Les systèmes de Rigetti sont alimentés par des processeurs quantiques basés sur des qubits superconducteurs. Ils offrent des temps de contrôle rapides, une logique conditionnelle à faible latence et des temps d’exécution de programme rapides.
Pour plus d’informations sur les spécifications de chaque fournisseur, consultez la liste complète de l’informatique target quantique.
Pour plus d’informations sur le coût du travail, consultez Tarification dans Azure Quantum et FAQ : Présentation des coûts et de la facturation des travaux dans Azure Quantum.
Fournisseurs bientôt disponibles
- Quantum Circuits, Inc : circuits supraconducteurs à pile complète, avec commentaires en temps réel qui permettent la correction des erreurs et les portes d’intrication indépendantes de l’encodage.
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