Упражнение. Использование пакета средств разработки Quantum для запуска квантовой программы

  • 5 мин

В этом уроке вы узнаете, как использовать расширение Quantum Development Kit (QDK) для Visual Studio Code для создания и запуска программ Q# в локальной среде разработки. Вы также можете подключиться к рабочей области Azure Quantum и запустить программы на квантовых компьютерах и симуляторах поставщиков, выбранных для рабочей области.

Установка необходимых средств

  1. Установка Visual Studio Code.

  2. Установите расширение Пакета средств разработки Azure Quantum.

  3. Если вы хотите запустить программы на реальном оборудовании, вам также потребуется:

Создание и запуск программы Q# в Visual Studio Code

QDK включает набор примеров Q#, которые можно использовать для получения дополнительных сведений о Q# и квантовых вычислениях. Чтобы просмотреть примеры, откройте новый файл Q# и введите sampleего, а затем выберите пример, который нужно просмотреть из списка параметров.

  1. Откройте Visual Studio Code и выберите "Создать>текстовый файл", чтобы создать новый файл.

  2. Сохраните файл как Main.qs. Этот файл будет содержать код Q# для программы.

  3. Скопируйте и сохраните следующий код в Main.qs файле.

    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;
}

Изучение кода Q#

  1. Наведите указатель мыши на H операцию, чтобы просмотреть краткую сводку определения.
  2. Поместите курсор перед операцией, щелкните правой H кнопкой мыши и выберите "Перейти к определению". Откроется представление стандартного кода библиотеки только для чтения для функции.

Локальное выполнение программы

Чтобы запустить программу на встроенном симуляторе, нажмите кнопку "Выполнить над Main операцией" или нажмите клавиши CTRL+F5. Выходные данные будут отображаться в консоли отладки.

Подключение к Azure Quantum и отправка задания

Если у вас есть рабочая область Azure Quantum, вы можете подключиться к ней из VS Code и отправить программы Q# в Azure Quantum. В этом примере вы отправляете программу в Main.qs симулятор Rigetti.

  1. Откройте раздел QUANTUM WORKSPACES в представлении обозревателя боковой панели VS Code.
  2. Выберите " Добавить существующую рабочую область " и следуйте инструкциям по подключению к предпочтительному каталогу, подписке и рабочей области.
  3. После подключения разверните рабочую область и разверните поставщик Rigetti .
  4. Выберите rigetti.sim.qvm в качестве целевого объекта.
  5. Щелкните значок ⏵︎ (Воспроизведение) справа от целевого объекта или выполните команду "Q#: Отправить текущую программу Q#" из палитры команд. Если появится всплывающее окно, выберите "Изменить целевой профиль QIR" и продолжить.
  6. Введите имя и количество снимков для отправки задания в полях ввода.
  7. Нажмите клавишу ВВОД , чтобы отправить задание. Состояние задания будет отображаться в нижней части экрана.
  8. Разверните задания и наведите указатель мыши на задание, которое отображает время и состояние задания.
  9. Чтобы просмотреть результаты, щелкните значок облака рядом с именем задания, чтобы скачать результаты из хранилища рабочей области и отобразить его в VS Code.

Дополнительно. Создание записной книжки Azure Quantum

QDK позволяет создавать записные книжки Azure Quantum в VS Code. Записные книжки Azure Quantum — это записные книжки Jupyter, которые позволяют запускать квантовые программы на квантовых компьютерах и симуляторах поставщиков, выбранных для рабочей области Azure Quantum.

Чтобы создать записную книжку Azure Quantum, выполните следующие действия.

  1. В VS Code откройте меню "Вид " и выберите палитру команд.
  2. Тип Q#: создание записной книжки Azure Quantum.
  3. Записная книжка Jupyter откроется на новой вкладке. Записная книжка содержит ячейку кода, которая импортирует необходимые пакеты для примера, подключается к службе Azure Quantum и запускает программу Q#.