什么是 Azure Quantum？

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Azure Quantum 是 Azure 的云量子计算服务。 它在单个云服务中提供广泛的量子硬件、软件和解决方案。

借助 Azure Quantum 和 Azure Quantum 开发工具包 (QDK)，可以编程量子算法，然后在现有 Azure 平台中应用这些量子解决方案。

使用 Azure Quantum 开发工具包进行量子编程

量子编程与传统编程不同，它需要使用极其不同的工具来理解和表达量子算法思维。 Azure Quantum 开发工具包 (QDK) 是一个免费的开源软件开发工具包，可用于编写量子程序。

QDK 包括 Q#，这是一种高级量子编程语言。 Q# 的用途旨在应对处理量子信息时面临的挑战。

想要构建量子编程语言的原因有很多，但简短的答案是：因为我们想要编写算法，而不是线路。

作为量子编程语言，Q# 满足以下要求：

  • 抽象量子比特：量子算法使用未绑定到特定硬件或布局的量子比特。 编译器和运行时处理从程序量子比特到物理量子比特的映射。
  • 量子计算和经典计算：执行经典计算和量子计算的能力在通用量子计算机中至关重要。
  • 物理定律：量子算法遵循量子物理规则。 例如，它们无法直接复制或访问量子比特状态。

提示

若要了解有关 Q# 的详细信息，请查看该模块创建你的第一个 Q# 程序。

使用 QDK 可执行以下操作：

  • 更快地编写代码：使用 IntelliSense 进行语法突出显示和智能代码完成，并借助 Copilot 编写整个代码块。
  • 绘制量子线路图：使用内置线路图查看器直观呈现量子线路。
  • 在量子硬件上运行代码：可以在真正的量子硬件（如 IonQ、PASQAL、Quantinuum 和 Rigetti）上运行量子程序。
  • 运行 Azure Quantum 资源估算器：估计在量子计算机上运行量子程序所需的资源。

使用 Azure Quantum 进行资源估算

在量子计算中，资源估算是了解运行算法所需的资源（即量子比特数、量子门数、处理时间等）的能力。当了解了量子解决方案所需的量子比特数以及量子比特技术之间的差异后，便可准备和优化量子解决方案，以便在未来的缩放量子计算机上运行。

Azure Quantum 提供了用于估算量子程序资源的免费工具。 使用 Azure Quantum 资源估算器，可以评估体系结构决策、比较量子比特技术并确定执行给定量子算法所需的资源。

若要了解详细信息，请查看使用 Azure Quantum 资源估算器估算量子算法的物理资源模块。

Azure Quantum 中的量子硬件提供商

在 Azure Quantum 中，可以找到各种量子硬件提供程序，帮助你为规模化量子计算机的未来做好准备。 与其他解决方案不同，你不会局限于单一的硬件技术，而是从保护长期投资的完整堆栈方法中获益。

  • IonQ：可动态重新配置的离子阱量子计算机，最多支持 11 个全连接量子比特。 IonQ 可支持在任何一对量子比特之间运行双量子比特门。
  • PASQAL：基于中性原子的量子处理器在室温下运行，具有长相干时间和令人印象深刻的量子比特连接性。
  • Quantinuum：离子阱系统可实现高保真、全连接量子比特、低错误率和量子比特重用，并且能够执行中间线路测量。
  • Rigetti：基于门的超导处理器，基于可调量子比特。 其最新的 Aspen-M 系列处理器基于专有的可扩展多芯片技术，可实现低延迟和并行执行。

免费 Azure Quantum 额度

如果这是你第一次使用 Azure Quantum，你会自动获得 500 美元的免费 Azure Quantum 额度，可在每个参与活动的量子硬件提供商处使用。 是的，你有 500 美元的额度，可在每个量子提供商处使用。

Azure Quantum 额度消耗基于每个量子提供程序定义的资源使用模型，会从额度扣除使用费用。

注意

请注意，Azure 额度和 Azure Quantum 额度是不同的授权，不应混淆。 创建免费试用版 Azure 帐户时，你获得 200 美元的免费 Azure 额度，可在 Azure 服务中使用。 Azure 额度不符合在量子硬件提供程序上使用的条件。

如果我不是量子专家，我是否仍然可以使用 Azure Quantum？

当然！ Azure Quantum 致力于使量子计算可供所有人访问，无论你是量子开发人员、研究人员还是爱好者。

Azure Quantum 集成了 AI 来帮助你。 你可以使用 Azure Quantum 中的 Copilot，这是一个以量子为中心的聊天机器人，可帮助你编写代码并更好地了解量子概念。

如果想要在操作中学习，请尝试 Quantum Katas，这是一系列自定进度的教程，可让你了解量子计算和 Q# 编程的元素。 还可以浏览 Q# 量子示例。

还可以通过博客、文章和视频向专家和爱好者学习。 还可以在联机代码编辑器中尝试一些 Q# 代码示例。

所有这些工具是免费的。

显示 Azure Quantum 提供教程、示例和 AI 的图示。