¿Qué es Azure Quantum?

Azure Quantum es el servicio de computación cuántica en la nube de MicrosoftAzure. Azure Quantum proporciona una ruta de acceso abierta, flexible y a prueba de futuro a la computación cuántica que se adapta a su manera de trabajar.

Azure Quantum ofrece una gama de soluciones de computación cuántica, incluido el hardware cuántico de proveedores líderes del sector, software cuántico y servicios cuánticos. Con Azure Quantum, puede ejecutar programas cuánticos en hardware cuántico real, simular algoritmos cuánticos y calcular los recursos necesarios para ejecutar los programas cuánticos en máquinas cuánticas escaladas futuras.

Para más información sobre cómo puede usar la computación cuántica y los algoritmos cuánticos, consulte ¿Qué es la computación cuántica?

Cómo comenzar con Azure Quantum

La manera de comenzar con Azure Quantum depende de tu configuración y requisitos actuales. Tanto si es desarrollador como si ya tiene una Azure cuenta, hay diferentes maneras de comenzar su viaje con Azure Quantum. En la tabla siguiente se proporcionan instrucciones basadas en el tipo de usuario que es:

No es necesario tener una Azure cuenta para usar Azure Quantum. Sin embargo, si desea enviar los programas cuánticos al hardware cuántico real en Azure Quantum, debe tener una cuenta Azure y un espacio de trabajo Azure Quantum.

Para obtener una Azure cuenta, regístrese gratis y suscríbase a una suscripción de pago por uso. Si es estudiante, puede aprovechar una cuenta gratuita Azure para los alumnos.

El Microsoft sitio web de Quantum

El Microsoft sitio web de Quantum es un recurso central donde puede explorar la computación cuántica. Puede interactuar con Copilot en Azure Quantum, un agente de inteligencia artificial centrado en conceptos cuánticos que le ayuda a escribir código y comprender mejor los principios de la física cuántica. También puede aprender de expertos y entusiastas a través de blogs, artículos y vídeos.

Puede probar los ejemplos de código de Q# en el editor de código en línea, enviar el código al emulador de Quantinuum basado en la nube y abrir el código en VS Code para que web funcione en un entorno cuántico preconfigurado.

El Microsoft sitio web de Quantum es gratuito y no requiere una Azure cuenta. Para empezar, solo necesita una Microsoft cuenta de correo electrónico (MSA). Para obtener más información, vea Explorar Copilot en Azure Quantum.

Visual Studio Code

Azure Quantum ofrece el Quantum Development Kit (QDK), un kit de desarrollo de software diseñado específicamente para el desarrollo cuántico. Con el QDK, puede escribir programas en diferentes lenguajes de programación cuántica, depurar su código, obtener retroalimentación del código en tiempo real y enviar tareas a hardware cuántico real por medio de Azure Quantum. El QDK admite Microsoftel lenguaje de programación Q#, junto con otros lenguajes como Qiskit, Cirq y OpenQASM.

es Quantum Development Kit gratuito y de código abierto. Para empezar, instale la extensión QDK en Visual Studio Code (VS Code). Para más información, consulte Configurar la extensión QDK.

El Azure portal

Si tiene una Azure cuenta, use el Azure portal para crear un Azure Quantum área de trabajo. Un Azure Quantum área de trabajo es una colección de recursos asociados a la ejecución de programas cuánticos. Para obtener más información, consulte Creación de un Azure Quantum área de trabajo.

Con el Azure portal, puede enviar sus programas cuánticos para ejecución en hardware cuántico real, administrar su Azure Quantum espacio de trabajo, ver información sobre sus trabajos cuánticos y supervisar sus programas cuánticos.

¿Qué es Q#?

Q# es un lenguaje de programación cuántico de código abierto creado por Microsoft para desarrollar y ejecutar los programas cuánticos.

Puede pensar en un programa cuántico como un conjunto de subrutinas clásicas que interactúan con un sistema cuántico para realizar un cálculo. Un programa de Q# no modela directamente el estado cuántico, sino que describe cómo interactúa un equipo de control clásico con cúbits. En otras palabras, Q# es independiente del hardware, por lo que no es necesario tener en cuenta las tecnologías de cúbit reales al escribir programas de Q#. El código de Q# se ejecutará en cualquier tecnología de hardware cuántico.

Q# es un lenguaje independiente que ofrece un alto nivel de abstracción. No hay ninguna noción de un estado cuántico o circuito. En su lugar, Q# implementa programas en términos de instrucciones y expresiones, de forma muy similar a los lenguajes de programación clásicos. Puede integrar sin problemas estructuras de computación clásica y cuántica en el código de Q#.

Para obtener más información, vea Introducción a Q#. Para empezar a escribir código de Q#, consulte Creación del primer programa de Q#.

¿Qué puedo hacer con Azure Quantum?

Azure Quantum ofrece una amplia gama de servicios y herramientas para ayudarle a desarrollar soluciones cuánticas.

Para obtener la información más reciente sobre Microsoftla investigación de la computación cuántica, consulte la Microsoft página Investigación de computación cuántica .

Computación cuántica híbrida

La computación cuántica híbrida hace referencia a los procesos y la arquitectura de un equipo clásico y un equipo cuántico que trabaja conjuntamente para resolver un problema. Con la última generación de arquitectura de equipo cuántico híbrido disponible en Azure Quantum, puede empezar a trabajar con un enfoque híbrido clásico-cuántico para la programación.

Para más información, consulte Computación cuántica híbrida.

Estimación de recursos en la computación cuántica

En la computación cuántica, la estimación de recursos es la capacidad de comprender los recursos necesarios para ejecutar un algoritmo en un equipo cuántico. Cuando comprenda los requisitos de recursos para ejecutar los programas en diferentes tipos de hardware cuántico, puede preparar y refinar las soluciones cuánticas para que se ejecuten en máquinas cuánticas a escala futuras. Por ejemplo, la estimación de recursos puede ayudarle a determinar la viabilidad de interrumpir un algoritmo de cifrado determinado en un equipo cuántico.

ElAzure Quantum estimador de recursos permite evaluar las decisiones arquitectónicas, comparar las tecnologías de cúbits y determinar los recursos que necesita para ejecutar un algoritmo cuántico determinado. Puede elegir entre protocolos predefinidos de tolerancia a errores o establecer sus propios parámetros de estimación. El Estimador de recursos calcula las estimaciones de recursos físicos posteriores al diseño según un conjunto de entradas, como parámetros de cúbit, el código de corrección cuántica de errores (QEC), el presupuesto de errores y otros parámetros.

Para comenzar, consulte Ejecutar la primera estimación de recursos.

Simulaciones de química cuántica con Azure Quantum

La mecánica cuántica es como el sistema operativo subyacente de nuestro universo y describe cómo se comportan los bloques de creación fundamentales de la naturaleza. Las reacciones químicas, los procesos celulares y las propiedades materiales son toda mecánica cuántica por naturaleza, y a menudo implican interacciones entre un gran número de partículas cuánticas. Los equipos cuánticos prometen simular sistemas mecánicos cuánticos intrínsecamente, como moléculas, ya que los cúbits se pueden usar para representar los estados cuánticos naturales en estos sistemas. Entre los ejemplos de sistemas cuánticos que podemos modelar se incluyen la fotoestésis, la superconductividad y las formaciones moleculares complejas.

El QDK y Azure Quantum están diseñados específicamente para acelerar el descubrimiento científico. Reinventa la productividad de investigación y desarrollo con flujos de trabajo de simulación optimizados para el escalado en Azure clústeres de computación de alto rendimiento (HPC), computación acelerada por inteligencia artificial, integración con herramientas cuánticas y hardware cuántico, y acceso futuro a la supercomputadora cuántica de Microsoft.

Para obtener más información, consulte Desbloquear el poder de Azure para Dinámica Molecular.

Velocidad cuántica

Los equipos cuánticos hacen excepcionalmente bien con problemas que requieren cálculos de un gran número de combinaciones posibles. Estos tipos de problemas se pueden encontrar en muchas áreas, como simulación cuántica, criptografía, aprendizaje automático cuántico y problemas de búsqueda.

Uno de los objetivos de la investigación de computación cuántica es estudiar qué tipos de problemas se pueden resolver mediante un equipo cuántico más rápido que un equipo clásico y el tamaño que puede tener la velocidad. Un ejemplo conocido es el algoritmo de Grover, que ofrece una aceleración polinómica en comparación con los algoritmos clásicos.

El algoritmo de Grover acelera la solución de las búsquedas de datos no estructurados, ejecutando la búsqueda en menos pasos que cualquier algoritmo clásico. De hecho, cualquier problema que le permita comprobar si un valor determinado es una solución válida (un "sí o ningún problema") se puede formular en términos del problema de búsqueda.

Para obtener una implementación del algoritmo de Grover, consulte Tutorial: Implementación del algoritmo de búsqueda de Grover en Q#.

Proveedores cuánticos disponibles en Azure Quantum

Azure Quantum ofrece algunos de los recursos cuánticos más atractivos y diversos disponibles hoy en día desde líderes del sector. Azure Quantum actualmente se asocia con los siguientes proveedores para permitirle ejecutar los programas cuánticos en hardware real y la opción de probar el código en simuladores de hardware.

Elija el proveedor que mejor se adapte a las características de su problema y sus necesidades.

• IONQ: Computadoras cuánticas de iones atrapados reconfigurables dinámicamente para hasta 36 cúbits totalmente conectados, que permite ejecutar una puerta de dos cúbits entre cualquier par.
• PASQAL: procesadores cuánticos neutros basados en átomos que funcionan a temperatura ambiente, con tiempos de coherencia largos e impresionante conectividad de cúbits.
• Quantinuum: sistemas de iones atrapados con alta fidelidad, cúbits totalmente conectados, tasas de error bajas, reutilización de cúbits y la capacidad de realizar mediciones de circuitos intermedios.
• Rigetti: con tecnología de procesadores cuánticos basados en cúbits superconductores, estos sistemas ofrecen tiempos de puerta rápidos, lógica condicional de baja latencia y tiempos de ejecución rápidos del programa.

Para obtener más información sobre las especificaciones de cada proveedor, consulte la lista completa de computación cuántica.

Para obtener información sobre el costo del trabajo, consulte Precios en Azure Quantum y preguntas más frecuentes: Descripción de los costos y la facturación de trabajos en Azure Quantum.

Contenido relacionado

Para empezar a usar Azure Quantum, explore los vínculos siguientes:

• Creación de un área de Azure Quantum trabajo
• Introducción a Q# y Visual Studio Code
• Instalación del Quantum Development Kit
• Ejecución de un circuito Qiskit en Azure Quantum