Co to jest usługa Azure Quantum?
Azure Quantum to usługa przetwarzania kwantowego w chmurze platformy Azure. Oferuje szeroką gamę sprzętu kwantowego, oprogramowania i rozwiązań w jednej usłudze w chmurze.
Usługa Azure Quantum i zestaw Azure Quantum Development Kit (QDK) umożliwiają programowanie algorytmów kwantowych, a następnie stosowanie tych rozwiązań kwantowych w ramach istniejącej platformy Azure.
Programowanie kwantowe za pomocą zestawu Azure Quantum Development Kit
Programowanie kwantowe to odrębna sztuka od programowania klasycznego, która wymaga różnych narzędzi do zrozumienia i wyrażenia myślenia algorytmicznego kwantowego. Zestaw Azure Quantum Development Kit (QDK) to bezpłatny zestaw deweloperów oprogramowania typu open source, którego można użyć do pisania programów kwantowych.
Zestaw QDK zawiera język Q#, język programowania kwantowego wysokiego poziomu. Język Q# został zaprojektowany tak, aby sprostać wyzwaniom związanym z przetwarzaniem informacji kwantowych.
Istnieje wiele powodów, dla których chcesz utworzyć język programowania kwantowego, ale krótka odpowiedź brzmi: ponieważ chcemy pisać algorytmy, a nie obwody.
Jako język programowania kwantowego język Q# spełnia następujące wymagania:
- Kubity abstrakcyjne: Algorytmy kwantowe używają kubitów, które nie są powiązane z określonym sprzętem ani układem. Kompilator i środowisko uruchomieniowe obsługują mapowanie z kubitów programu do kubitów fizycznych.
- Obliczenia kwantowe i klasyczne: Możliwość wykonywania obliczeń klasycznych i kwantowych jest niezbędna w uniwersalnym komputerze kwantowym.
- Prawa fizyki: Algorytmy kwantowe są zgodne z zasadami fizyki kwantowej. Na przykład nie mogą kopiować ani uzyskiwać bezpośredniego dostępu do stanu kubitu.
Napiwek
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat języka Q#, zapoznaj się z modułem Tworzenie pierwszego programu w języku Q#.
Zestaw QDK umożliwia:
- Szybsze pisanie kodu: wyróżnianie składni i inteligentne uzupełnianie kodu za pomocą funkcji IntelliSense oraz pisanie całych bloków kodu wspomaganych przez copilot.
- Wykreśl diagramy obwodów kwantowych: wizualizuj obwody kwantowe za pomocą wbudowanego podglądu diagramu obwodu.
- Uruchamianie kodu na sprzęcie kwantowym: możesz uruchamiać programy kwantowe na rzeczywistym sprzęcie kwantowym, takim jak IonQ, PASQAL, Quantinuum i Rigetti.
- Uruchom narzędzie do szacowania zasobów usługi Azure Quantum: szacowanie zasobów wymaganych do uruchomienia programu kwantowego na komputerze kwantowym.
Szacowanie zasobów za pomocą usługi Azure Quantum
W obliczeniach kwantowych szacowanie zasobów to możliwość zrozumienia zasobów wymaganych do uruchomienia algorytmu, takich jak liczba kubitów, liczba bram kwantowych, czas przetwarzania itp. Gdy rozumiesz liczbę kubitów wymaganych dla rozwiązania kwantowego i różnic między technologiami kubitów, możesz przygotować i uściślić rozwiązania kwantowe, które będą uruchamiane na przyszłych skalowanych maszynach kwantowych.
Usługa Azure Quantum udostępnia bezpłatne narzędzie do szacowania zasobów programu kwantowego. Narzędzie do szacowania zasobów usługi Azure Quantum pozwala ocenić decyzje dotyczące architektury, porównać technologie kubitu i określić zasoby potrzebne do wykonania danego algorytmu kwantowego.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, zapoznaj się z modułem Szacowanie zasobów fizycznych dla algorytmów kwantowych przy użyciu narzędzia do szacowania zasobów usługi Azure Quantum.
Dostawcy sprzętu kwantowego w usłudze Azure Quantum
W usłudze Azure Quantum możesz znaleźć różnych dostawców sprzętu kwantowego, aby ułatwić przygotowanie się do przyszłości skalowanych maszyn kwantowych. W przeciwieństwie do innych rozwiązań, nie jesteś silosowany do jednej technologii sprzętowej i korzystasz z pełnego podejścia do stosu chroniącego długoterminowe inwestycje.
- IonQ: dynamicznie rekonfigurowalne komputery kwantowe z uwięzionym jonem dla maksymalnie 11 w pełni połączonych kubitów. Usługa IonQ umożliwia uruchomienie bramki z dwoma kubitami między dowolną parą.
- PASQAL: neutralne procesory kwantowe oparte na atomach działające w temperaturze pomieszczenia z długim czasem spójności i imponującą łącznością kubitu.
- Quantinuum: Systemy uwięzione-jonowe z wysoką wiernością, w pełni połączonymi kubitami, niskimi szybkościami błędów, ponownym użyciem kubitów i możliwością wykonywania pomiarów obwodu średniego.
- Rigetti: procesory superkonduktorowe oparte na bramie oparte na dostrojeniach kubitów. Ich najnowszy procesor rodziny Aspen-M opiera się na własnościowej skalowalnej technologii wieloukładowej, umożliwiając małe opóźnienia i równoległe wykonywanie.
Bezpłatne środki na korzystanie z usługi Azure Quantum
Jeśli po raz pierwszy korzystasz z usługi Azure Quantum, automatycznie otrzymasz bezpłatne środki na korzystanie z usługi Azure Quantum w wysokości 500 USD dla każdego uczestniczącego dostawcy sprzętu kwantowego. To prawda, że masz 500 USD do wydania dla każdego z dostawców kwantowych.
Użycie środków na korzystanie z usługi Azure Quantum opiera się na modelu użycia zasobów zdefiniowanym przez każdego dostawcę kwantowego, a koszt użycia jest odliczany od środków.
Uwaga
Pamiętaj, że środki na korzystanie z platformy Azure i środki na korzystanie z usługi Azure Quantum są różne i nie powinny być mylone. Podczas tworzenia bezpłatnego konta wersji próbnej platformy Azure otrzymasz bezpłatne środki na korzystanie z platformy Azure w wysokości 200 USD. Środki na korzystanie z platformy Azure nie kwalifikują się do użycia u dostawców sprzętu kwantowego.
Jeśli nie jestem ekspertem kwantowym, czy nadal mogę używać usługi Azure Quantum?
Oczywiście. Usługa Azure Quantum sprawia, że obliczenia kwantowe są dostępne dla wszystkich, niezależnie od tego, czy jesteś deweloperem kwantowym, badaczem, czy entuzjastą.
Usługa Azure Quantum obejmuje sztuczną inteligencję, aby ci pomóc. Możesz użyć copilot w usłudze Azure Quantum, czatbota skoncentrowanego na kwantach, który ułatwia pisanie kodu i lepsze zrozumienie pojęć kwantowych.
Jeśli chcesz się uczyć, wypróbuj artykuły Quantum Kata, serię samouczków, które uczą cię elementów obliczeń kwantowych i programowania w języku Q#. Możesz również zapoznać się z przykładami kwantowymi języka Q#.
Możesz również uczyć się od ekspertów i entuzjastów za pośrednictwem blogów, artykułów i filmów wideo. Możesz wypróbować kilka przykładów kodu języka Q# w edytorze kodu online.
Wszystkie te narzędzia są bezpłatne.
