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Azure Quantum で実行時間の長い実験を実行する方法

  • [アーティクル]

量子プログラムを Azure Quantum に送信すると、選択した QPU プロバイダーでの実行を待機しているワークスペースで構成した Azure Storage アカウントにジョブがアップロードされます。 対応するプロバイダーのキューの次に量子プログラムがある場合、Azure Quantum はプログラムをダウンロードしてプロバイダーに送信します。これは、 waiting から executing 状態になります。 Azure Quantum ジョブの状態の詳細については、「ジョブの監視を参照してください。

量子プログラムで多くの反復が必要な場合、それぞれが 1 つのジョブとして送信されます。 変動アルゴリズム (VQE) や最適化アルゴリズム (QAOA) などの一部の量子実験では、特に QPU キュー時間が長く、プログラムで多くのイテレーションが必要な場合に、数時間または数日実行するのが一般的です。

重要

Azure Quantum でホストされるノートブックは、1 時間未満の小規模な実験を実行するための無料のインストールなしのエクスペリエンスを提供します。

Azure Quantum で長時間実行される実験を実行するには、次の推奨事項を参照してください。

ループが少ないプログラム

プログラムに多くのループが必要ない場合、QPU キュー時間が長い場合は、数時間待ってからジョブを送信するか、Azure Quantum で使用できるプロバイダーとは別のプロバイダーにプログラムを送信できます。

セッション

セッションは、1 つの targetに対する 1 つ以上のジョブの任意の組み合わせの論理グループです。 セッションを使用すると、量子ジョブ間で従来のコードを実行する機能を使用して、複数の量子コンピューティング ジョブを整理できます。 複雑なアルゴリズムを実行して、個々の量子コンピューティング ジョブをより適切に整理して追跡できるようになります。

各量子ハードウェア プロバイダーは、セッション内のジョブの優先順位付けを最適に管理するために独自のヒューリスティックを定義します。 場合によっては、セッション内で送信されたジョブが、その targetのキューに優先順位が付けられます。

詳細については、「 セッションの概要 と セッションを管理する方法を参照してください。

ローカル開発

ローカル コンピューターに Visual Studio Code 用の Azure Quantum Development Kit (QDK) 拡張機能をインストールすると、Jupyter Notebook、Python、および Q# ファイルがサポートされます。 任意の IDE と言語で量子コンピューティング アプリケーションを開発し、Azure Quantum サービスを使用して量子シミュレーターと量子ハードウェアで実行できます。

ローカル環境を好むシナリオをいくつか次に示します。

  • カスタマイズされた環境または推奨されるツールがオンラインで使用できない場合。
  • プロジェクトのソース管理が必要です。
  • マルチファイル プロジェクトを使用している。

詳細については、「 Get started with the QDK」を参照してください。

Google Colab を使用した Jupyter ノートブック

Google Colab は、ユーザーが Web ブラウザーで Python コードを記述して実行できるようにする、Google Research が提供する無料のクラウドベースツールです。 Google Colab は Jupyter オープンソースに基づいており、基本的に何もダウンロードしたりインストールしたりすることなく、ファイルを作成して共有することができます。

Google Colab ノートブックを使用して Azure Quantum で量子プログラムを実行するには、次の手順に従います。

  1. ノートブックに新しいセルを追加 し、 Copy 次のコードを使用して、必要な Python パッケージをインストールします。
!pip install -U azure-quantum
!pip install -U azure-quantum[qiskit]
  1. Runtimeをクリックし、ランタイムのを選択します。
  2. Azure Quantum ワークスペースにアクセスするには、 Authenticateする必要があります。 たとえば、次のようなプロンプトが表示されます: WARNING:azure.identity._internal.interactive:InteractiveBrowserCredential.get_token failed: Failed to open a browser。 サインインするには、 Web ブラウザー を使用してページ https://microsoft.com/devicelogin を開き、認証するコード ET8BM63F3 を入力します。
  3. 認証プロセスを完了すると、Azure Quantum でホストされているノートブックまたはローカル環境から行っているかのように、すべてのセルを実行できるようになります。