Azure Quantum이란?
Azure Quantum은 Azure의 클라우드 양자 컴퓨팅 서비스입니다. Azure Quantum은 작업 방식에 맞게 조정되는 양자 컴퓨팅에 대한 개방적이고 유연하며 미래 지향적인 경로를 제공합니다.
Azure Quantum은 업계 최고의 공급자, 양자 소프트웨어 및 양자 서비스의 양자 하드웨어를 포함하여 다양한 양자 컴퓨팅 솔루션을 제공합니다. Azure Quantum을 사용하면 실제 양자 하드웨어에서 양자 프로그램을 실행하고, 양자 알고리즘을 시뮬레이션하고, 향후 스케일링된 양자 머신에서 양자 프로그램을 실행하는 데 필요한 리소스를 예측할 수 있습니다.
양자 컴퓨팅 및 양자 알고리즘을 사용하는 방법에 대한 자세한 내용은 Quantum Computing란?을 참조하세요.
Azure Arc를 시작하는 방법
Azure Quantum을 시작하려면 먼저 현재 설정 및 요구 사항을 결정해야 합니다. 개발자이든 아니든, Azure 계정이 있든 없든 간에 Azure Quantum으로 여정을 시작하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 다음 표에서는 사용자 유형에 따라 지침을 제공합니다.
| 사용자 유형 | 시작하는 방법 |
|---|---|
| Azure 계정이 없고 개발자가 아닙니다. | Azure Quantum 웹 사이트를 방문할 수 있습니다. |
| Azure 계정이 없고 개발자입니다. | For Visual Studio Code를 설치할 Quantum Development Kit 수 있습니다. |
| Azure 계정이 있습니다. | 먼저 Azure Quantum 작업 영역을 만들 수 있습니다. 그런 다음 Azure Portal을 사용하거나 For Visual Studio Code를 설치할 Quantum Development Kit 수 있습니다. |
Azure Quantum을 사용하기 위해 Azure 계정이 필요하지 않습니다. 하지만 Azure Quantum의 실제 양자 하드웨어에 양자 프로그램을 제출하려면 Azure 계정 및 Azure Quantum 작업 영역이 필요합니다.
Azure 계정을 사용하려면 무료로 등록하고 종량제 구독에 등록할 수 있습니다. 학생인 경우 학생을 위한 무료 Azure 계정을 활용할 수 있습니다.
Azure Quantum 웹 사이트
Azure Quantum(quantum.microsoft.com) 은 양자 컴퓨팅을 탐색하기 위한 중앙 리소스입니다. 코드를 작성하고 양자 개념을 더 잘 이해하는 데 도움이 되는 양자 중심 챗봇인 Azure Quantum의 Copilot에 참여할 수 있습니다. 블로그, 문서, 동영상을 통해 전문가와 매니아들로부터 알아볼 수도 있습니다.
온라인 코드 편집기Q# 코드 샘플을 사용해 볼 수 있고, 작업을 클라우드 기반 Quantinuum 에뮬레이터에 제출하고, 웹 VS Code에서 코드를 열고, 미리 구성된 양자 환경에서 작업을 계속할 수 있습니다.
Azure Quantum 웹 사이트는 무료이며 Azure 계정이 필요하지 않습니다. 시작하려면 MSA(Microsoft) 전자 메일 계정만 있으면 됩니다. 자세한 내용은 Azure Quantum에서 Copilot 탐색을 참조 하세요.
Visual Studio Code
Azure Quantum은 (QDK)Quantum Development Kit 제공합니다. QDK를 사용하면 Q# 양자 프로그램을 작성하고, 코드를 디버그하고, 실시간 코드 피드백을 받고, 머신을 선택할 수 있습니다 target . QDK는 FTQC(내결함성 양자 컴퓨팅)를 위한 유일한 개발 키트입니다. Q#을 지원하는 것 외에도 QDK는 양자 컴퓨팅을 위한 Qiskit 및 Cirq 프로그램을 지원하므로 다른 개발 언어로 이미 작업 중인 경우 Azure Quantum에서 회로를 실행할 수도 있습니다.
무료 Quantum Development Kit 이며 Visual Studio Code에서 사용할 수 있습니다. 더 많은 정보를 원하시면 QDK 확장설정을 참조하세요.
참고 항목
Azure Quantum 공급자에서 로컬 양자 프로그램을 실행하려면 Azure Quantum 작업 영역이 필요합니다. 자세한 내용은 Azure Quantum 작업 영역 만들기를 참조하세요.
Azure Portal
Azure 계정이 있는 경우 Azure Portal을 사용하여 Azure Quantum 작업 영역을 만들 수 있습니다. Azure Quantum 작업 영역은 실행 중인 양자와 연결된 자산의 컬렉션입니다. 자세한 내용은 Azure Quantum 작업 영역 만들기를 참조하세요.
Azure Portal을 사용하면 양자 프로그램을 실제 양자 하드웨어에 제출하고, Azure Quantum 작업 영역을 관리하고, 양자 작업을 보고, 양자 프로그램을 모니터링할 수 있습니다.
Q#이란?
Q#은 양자 프로그램을 개발하고 실행하기 위한 오픈 소스 양자 프로그래밍 언어입니다.
양자 프로그램은 호출 시 양자 시스템과 상호 작용하여 계산을 수행하는 클래식 서브루틴의 특정 세트로 볼 수 있습니다. Q#으로 작성된 프로그램은 양자 상태를 직접 모델링하는 것이 아니라 클래식 제어 컴퓨터가 큐비트와 어떻게 상호 작용하는지 설명합니다. 이렇게 하면 각 컴퓨터에서 양자 상태가 target 수 있으며, 이는 머신에 따라 다른 해석을 가질 수 있습니다.
Q#은 높은 수준의 추상화를 제공하는 독립 실행형 언어입니다. 양자 상태 또는 회로의 개념은 없습니다. 대신 Q#은 클래식 프로그래밍 언어와 마찬가지로 문 및 식 측면에서 프로그램을 구현합니다. 따라서 Q# 언어는 풍부한 클래식 및 양자 컴퓨팅의 통합을 지원합니다.
자세한 내용은 Q#소개를 참조하세요. Q# 코드 작성을 시작하려면 첫 번째 Q# 프로그램 만들기를 참조하세요.
Azure Quantum으로 무엇을 할 수 있나요?
Azure Quantum은 양자 솔루션을 개발하는 데 도움이 되는 다양한 서비스와 도구를 제공합니다.
Microsoft의 양자 컴퓨팅 연구에 대한 최신 정보는 Microsoft Research Quantum Computing 페이지를 참조하세요.
하이브리드 양자 컴퓨팅
하이브리드 양자 컴퓨팅은 클래식 컴퓨터와 양자 컴퓨터가 함께 작동하여 문제를 해결하는 프로세스와 아키텍처를 나타냅니다. 최신 세대의 하이브리드 양자 컴퓨팅 아키텍처를 Azure Quantum에서 사용할 수 있으므로 클래식 명령과 양자 명령을 함께 혼합하여 양자 컴퓨터 프로그래밍을 시작할 수 있습니다.
자세한 내용은 하이브리드 양자 컴퓨팅을 참조 하세요.
양자 컴퓨팅의 리소스 예측
양자 컴퓨팅에서 리소스 예측은 특정 하드웨어 특성을 가정(또는 매개 변수로 사용)하는 지정된 알고리즘에 필요한 큐비트 수, 양자 게이트 수, 처리 시간 등 리소스를 이해하는 기능입니다. 양자 솔루션에 필요한 큐비트 수와 큐비트 기술 간의 차이점을 이해하면 혁신가는 향후 규모의 양자 컴퓨터에서 실행할 양자 솔루션을 준비하고 개선하여 궁극적으로 양자 영향을 가속화할 수 있습니다.
Azure Quantum Resource Estimator 는 아키텍처 결정을 평가하고, 큐비트 기술을 비교하며, 지정된 양자 알고리즘을 실행하는 데 필요한 리소스를 결정하는 데 도움이 됩니다. 미리 정의된 내결함성 프로토콜 중에서 선택하고 기본 물리적 큐비트 모델의 가정을 지정할 수 있습니다. Azure Quantum Resource Estimator는 큐비트 매개 변수, QEC(양자 오류 수정) 코드, 오류 예산 및 기타 매개 변수와 같은 입력 집합을 고려하여 사후 레이아웃 실제 리소스 추정을 계산합니다.
시작하려면 첫 번째 리소스 추정을 실행하기를 참조하세요.
Azure Quantum Elements를 사용한 양자 시뮬레이션
양자 역학은 우주의 기본 "운영 체제"입니다. 자연의 기본 구성 요소가 어떻게 작동하는지를 알려주죠. 화학 반응, 생물학적 반응, 물질 형성과 같은 자연의 행태에는 다체 양자 상호 작용이 관여하고 있는 경우가 많습니다. 분자와 같은 양자 역학 시스템의 본질적인 시뮬레이션에서는 양자 컴퓨팅이 유망합니다. 큐비트는 궁금한 자연 상태를 나타내는 데 사용할 수 있기 때문입니다. 양자 컴퓨팅이 모델링할 수 있는 양자 시스템의 예로는 광합성, 초전도 및 복잡한 분자 형성이 있습니다.
Azure Quantum Elements 는 과학적 검색을 가속화하기 위해 특별히 제작되었습니다. Azure HPC(고성능 컴퓨팅) 클러스터의 크기 조정에 최적화된 시뮬레이션 워크플로, AI 가속 컴퓨팅, AI를 사용한 증강 추론, 양자 도구와 통합하여 기존 양자 하드웨어로 실험을 시작하고 향후 Microsoft의 양자 슈퍼컴퓨터에 액세스하여 연구 및 개발 생산성을 재창조합니다.
자세한 내용은 분자 역학에 대한 Azure의 기능 잠금 해제를 참조 하세요.
양자 가속
양자 컴퓨터는 수많은 조합을 계산해야 하는 문제 처리에 매우 적합합니다. 이러한 유형의 문제는 양자 시뮬레이션, 암호화, 양자 기계 학습, 검색 문제와 같은 여러 영역에서 볼 수 있습니다.
양자 컴퓨팅 연구의 목표는 기존 컴퓨터를 사용할 때보다 양자 컴퓨터를 사용할 때 더 빠르게 해결할 수 있는 문제와 가속 수준을 연구하는 것입니다. 잘 알려진 한 가지 예는 Grover 알고리즘으로, 클래식에 비해 다항식 속도 향상을 생성합니다.
Grover 알고리즘은 비정형 데이터를 검색하는 솔루션의 속도를 획기적으로 높여 그 어떤 클래식 알고리즘보다도 빠르게 검색을 실행합니다. 사실, 특정 값 $x$가 유효한 해("예 또는 아니요 문제")인지 확인할 수 있는 문제는 검색 문제의 측면에서 작성할 수 있습니다.
Grover 알고리즘의 구현은 자습서: Q#에서 Grover의 검색 알고리즘 구현을 참조하세요.
Azure Quantum에서 사용할 수 있는 양자 공급자
Azure Quantum은 업계 리더가 제공하는 가장 강력하고 다양한 양자 리소스를 제공합니다. Azure Quantum은 현재 다음 공급자와 협력하여 실제 하드웨어에서 Q# 양자 프로그램을 실행하고 시뮬레이션된 양자 컴퓨터에서 코드를 테스트하는 옵션을 사용할 수 있습니다.
문제의 특성과 요구 사항에 가장 적합한 공급자를 선택합니다.
- IONQ: 최대 11개의 완전히 연결된 큐비트에 대해 동적으로 재구성 가능한 트랩 이온 양자 컴퓨터로, 모든 쌍 간에 2큐비트 게이트를 실행할 수 있습니다.
- PASQAL (프라이빗 미리 보기): 긴 일관성 시간과 인상적인 큐비트 연결로 실온에서 작동하는 중립 원자 기반 양자 프로세서입니다.
- Quantinuum: 높은 충실도, 완전히 연결된 큐비트, 낮은 오류 비율, 큐비트 재사용 및 중간 회로 측정 수행 기능을 갖춘 이온 트랩 시스템입니다.
- Rigetti: Rigetti의 시스템은 초전도 큐비트 기반 양자 프로세서를 통해 구동됩니다. 빠른 게이트 시간, 짧은 대기 시간 조건부 논리 및 빠른 프로그램 실행 시간을 제공합니다.
각 공급자의 사양에 대한 자세한 내용은 전체 Quantum 컴퓨팅 target 목록을 참조하세요.
작업 비용에 대한 자세한 내용은 Azure Quantum 의 가격 책정 및 FAQ: Azure Quantum의 작업 비용 및 청구 이해를 참조하세요.
공급자 출시 예정
- Quantum Circuits, Inc: 오류 수정, 인코딩에 구애받지 않는 얽힘 게이트를 가능하게 하는 실시간 피드백이 포함된 전체 스택 초전도 회로입니다.
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Azure Quantum 사용 시작: