Ćwiczenie — uruchamianie programu kwantowego przy użyciu zestawu Quantum Development Kit

  • 5 min

W tej lekcji dowiesz się, jak używać rozszerzenia Zestawu Quantum Development Kit (QDK) dla programu Visual Studio Code w celu tworzenia i uruchamiania programów języka Q# w lokalnym środowisku projektowym. Możesz również nawiązać połączenie z obszarem roboczym usługi Azure Quantum i uruchamiać programy na komputerach kwantowych i symulatorach dostawców wybranych dla obszaru roboczego.

Instalowanie wymaganych narzędzi

  1. Zainstalowanie programu Visual Studio Code.

  2. Zainstaluj rozszerzenie Zestawu Azure Quantum Development Kit.

  3. Jeśli chcesz uruchamiać programy na prawdziwym sprzęcie, potrzebne są również następujące elementy:

    • Subskrypcja platformy Azure. Jeśli nie masz subskrypcji platformy Azure, przed rozpoczęciem utwórz bezpłatne konto.
    • Obszar roboczy usługi Azure Quantum.

Tworzenie i uruchamianie programu w języku Q# w programie Visual Studio Code

Zestaw QDK zawiera zestaw przykładów języka Q#, których można użyć, aby dowiedzieć się więcej na temat języka Q# i obliczeń kwantowych. Aby wyświetlić przykłady, otwórz nowy plik języka Q# i wpisz sample, a następnie wybierz przykład, który chcesz wyświetlić z listy opcji.

  1. Otwórz program Visual Studio Code i wybierz pozycję Plik>nowy plik tekstowy, aby utworzyć nowy plik.

  2. Zapisz plik jako Main.qs. Ten plik będzie zawierać kod języka Q# dla programu.

  3. Skopiuj i zapisz następujący kod w Main.qs pliku.

    operation Main() : Result {
    // Qubits are only accessible for the duration of the scope where they
    // are allocated and are automatically released at the end of the scope.
    use qubit = Qubit();

    // Set the qubit in superposition by applying a Hadamard transformation.
    H(qubit);

    // Measure the qubit. There is a 50% probability of measuring either 
    // `Zero` or `One`.
    let result = M(qubit);

    // Reset the qubit so it can be safely released.
    Reset(qubit);
    return result;
}

Eksplorowanie kodu języka Q#

  1. Umieść kursor na operacji, H aby wyświetlić krótkie podsumowanie definicji.
  2. Umieść kursor przed operacją H , kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz polecenie Przejdź do definicji. Spowoduje to otwarcie widoku tylko do odczytu standardowego kodu biblioteki dla funkcji.

Uruchamianie programu lokalnie

Aby uruchomić program w wbudowanym symulatorze, kliknij przycisk Uruchom powyżej operacji lub naciśnij Ctrl+F5.Main Dane wyjściowe zostaną wyświetlone w konsoli debugowania.

Nawiązywanie połączenia z usługą Azure Quantum i przesyłanie zadania

Jeśli masz obszar roboczy usługi Azure Quantum, możesz nawiązać z nim połączenie z poziomu programu VS Code i przesłać swoje programy w języku Q# do usługi Azure Quantum. W tym przykładzie program zostanie przesłany Main.qs do symulatora Rigetti.

  1. Otwórz sekcję QUANTUM WORKSPACES (OBSZARY ROBOCZE KWANTOWE) w widoku Eksploratora paska bocznego programu VS Code.
  2. Wybierz pozycję Dodaj istniejący obszar roboczy i postępuj zgodnie z monitami, aby nawiązać połączenie z preferowanym katalogiem, subskrypcją i obszarem roboczym.
  3. Po nawiązaniu połączenia rozwiń swój obszar roboczy i rozwiń dostawcę Rigetti .
  4. Wybierz pozycję rigetti.sim.qvm jako element docelowy.
  5. Kliknij ikonę ⏵︎ (Odtwórz) po prawej stronie obiektu docelowego lub uruchom polecenie "Q#: Prześlij bieżący program Q#" z palety poleceń. Jeśli zostanie wyświetlone okno podręczne, wybierz pozycję Zmień profil docelowy QIR i kontynuuj.
  6. Wprowadź nazwę i liczbę zdjęć do przesłania zadania w polach wejściowych.
  7. Naciśnij Enter, aby przesłać zadanie. Stan zadania zostanie wyświetlony w dolnej części ekranu.
  8. Rozwiń węzeł Zadania i umieść kursor nad zadaniem, co spowoduje wyświetlenie czasów i stanu zadania.
  9. Aby wyświetlić wyniki, wybierz ikonę chmury obok nazwy zadania, aby pobrać wyniki z magazynu obszaru roboczego i wyświetlić je w programie VS Code.

Dodatkowe — tworzenie notesu usługi Azure Quantum

Zestaw QDK umożliwia tworzenie notesów usługi Azure Quantum w programie VS Code. Notesy usługi Azure Quantum to notesy Jupyter, które umożliwiają uruchamianie programów kwantowych na komputerach kwantowych i symulatorach dostawców wybranych dla obszaru roboczego usługi Azure Quantum.

Aby utworzyć notes usługi Azure Quantum:

  1. W programie VS Code otwórz menu Widok i wybierz pozycję Paleta poleceń.
  2. Wpisz Q#: Tworzenie notesu usługi Azure Quantum.
  3. Notes Jupyter Notebook zostanie otwarty na nowej karcie. Notes zawiera komórkę kodu, która importuje wymagane pakiety dla przykładu, łączy się z usługą Azure Quantum i uruchamia program w języku Q#.