Che cos'è Azure Quantum?
Azure Quantum è il servizio di calcolo quantistico cloud di Azure. Offre un'ampia gamma di hardware quantistico, software e soluzioni in un unico servizio cloud.
Con Azure Quantum e il kit di sviluppo di Azure Quantum (QDK), è possibile programmare gli algoritmi quantistici e quindi applicare tali soluzioni quantistiche all'interno della piattaforma Azure esistente.
Programmazione quantistica con Kit di sviluppo Azure Quantum
La programmazione quantistica è un'arte distinta dalla programmazione classica che richiede strumenti diversi per comprendere ed esprimere il pensiero algoritmico quantistico. Il lit di sviluppo di Azure Quantum (QDK) è un SDK open source gratuitoche può essere usato per scrivere programmi quantistici.
QDK include Q#, un linguaggio di programmazione quantistico di alto livello. Q# è stato progettato per affrontare le sfide dell'elaborazione dell'informazione quantistica.
Esistono diversi motivi per voler creare un linguaggio di programmazione quantistico, ma la risposta breve sarebbe: perché si vogliono scrivere algoritmi, non circuiti.
Come linguaggio di programmazione quantistico, Q# soddisfa i requisiti seguenti:
- Qubit astratti: Gli algoritmi quantistici usano qubit non associati a hardware o layout specifici. Il compilatore e il runtime gestiscono il mapping dai qubit del programma ai qubit fisici.
- Calcolo quantistico e classico: La possibilità di eseguire calcoli classici e quantistici è essenziale in un computer quantistico universale.
- Leggi della fisica: Gli algoritmi quantistici seguono le regole della fisica quantistica. Ad esempio, non possono copiare o accedere direttamente allo stato dei qubit.
Suggerimento
Per altre informazioni su Q#, vedere il modulo Creare il primo programma Q#.
Con QDK, è possibile:
- Scrivere il codice più velocemente: Evidenziazione della sintassi e completamento intelligente del codice con IntelliSense e scrittura di interi blocchi di codice assistito con Copilot.
- Tracciare diagrammi di circuito quantistico: Visualizzare i circuiti quantistici con il visualizzatore diagramma del circuito predefinito.
- Eseguire il codice nell'hardware quantistico: È possibile eseguire i programmi quantistici su hardware quantistico reale, ad esempio IonQ, PASQAL, Quantinuum e Rigetti.
- Eseguire lo strumento di stima delle risorse di Azure Quantum: Stimare le risorse necessarie ad eseguire il programma quantistico in un computer quantistico.
Stima delle risorse con Azure Quantum
Nel calcolo quantistico, la stima delle risorse è la capacità di comprendere le risorse necessarie per eseguire l'algoritmo, ad esempio il numero di qubit, il numero di gate quantistici, il tempo di elaborazione e così via. Quando si comprende il numero di qubit necessari per una soluzione quantistica e le differenze tra le tecnologie qubit, è possibile preparare e perfezionare le soluzioni quantistiche da eseguire in futuro in computer quantistici con scalabilità.
Azure Quantum offre uno strumento gratuito per stimare le risorse del programma quantistico. Azure Quantum Resource Estimator consente di valutare le decisioni relative all'architettura, confrontare le tecnologie qubit e determinare le risorse necessarie per eseguire un algoritmo quantistico specifico.
Per altre informazioni, vedere il modulo Stimare le risorse fisiche per gli algoritmi quantistici usando Azure Quantum Resource Estimator.
Provider hardware quantistici in Azure Quantum
In Azure Quantum è possibile trovare vari provider di hardware quantistico per prepararsi al futuro dei computer quantistici ridimensionati. A differenza delle altre soluzioni, non si è limitati a una singola tecnologia hardware ed è possibile sfruttare un approccio a stack completo, in modo da proteggere gli investimenti a lungo termine.
- IonQ: Computer quantistici a ioni intrappolati riconfigurabili dinamicamente per un massimo di 11 qubit completamente connessi. IonQ consente di eseguire un gate a due qubit tra qualsiasi coppia.
- PASQAL: Processori quantistici a base atom neutra che operano a temperatura ambiente, con tempi di coerenza lunghi e connettività qubit impressionante.
- Quantinuum: Sistemai a trappola ionica con qubit ad alta fedeltà completamente connessi, frequenze di errore basse e la possibilità di eseguire misurazioni a metà circuito.
- Rigetti: Processori superconduttori basati sull’attività di controllo basati su qubit ottimizzabili. Il processore della famiglia Aspen-M più recente è basato sulla tecnologia multi-chip scalabile proprietaria, consentendo bassa latenza ed esecuzione parallela.
Crediti di Azure Quantum gratuiti
Gli utenti che lo usano per la prima volta ottengono 500 USDcrediti di Azure Quantum gratuiti ciascuni da usare con ogni provider di hardware quantistico partecipante. Proprio così, si hanno 500 USD da spendere per ognuno dei provider quantistici.
Il consumo di Crediti Azure Quantum si basa su un modello di utilizzo delle risorse definito da ogni provider quantistico e il costo per l'uso viene dedotto dai crediti.
Nota
Si noti che i crediti Azure e i crediti Azure Quantum sono concessioni diverse e non devono essere confusi. Quando si crea un account Azure di valutazione gratuita, si ottengono 200 USD di crediti Azure gratuiti da usare nei servizi di Azure. I crediti Azure non sono idonei per l'uso nei provider hardware quantistici.
Se non si è esperti quantistici, è comunque possibile usare Azure Quantum?
Certamente. Azure Quantum rende il calcolo quantistico accessibile a tutti, sia che si sia uno sviluppatore quantistico, sia un ricercatore o un appassionato.
Azure Quantum incorpora l'intelligenza artificiale per facilitare l'assistenza. È possibile usareCopilot in Azure Quantum, un chatbot incentrato sul quantum che consente di scrivere codice e comprendere meglio i concetti quantistici.
Per imparare, provare Quantum Katas, una serie di esercitazioni autogestite che illustrano gli elementi del calcolo quantistico e della programmazione Q#. È anche possibile esplorare gli esempi quantistici Q#.
È anche possibile imparare da esperti e appassionati attraverso blog, articoli e video. È anche possibile provare alcuni esempi di codice Q# nell'editor di codice online.
Tutti questi strumenti sono gratuiti.
