Wat is Azure Quantum?

Azure Quantum is MicrosoftAzurede cloudservice voor kwantumcomputing. Azure Quantum biedt een open, flexibel en toekomstbestendig pad naar kwantumcomputing die zich aanpast aan uw manier van werken.

Azure Quantum biedt een scala aan kwantumcomputingoplossingen, waaronder kwantumhardware van toonaangevende providers, kwantumsoftware en kwantumservices. Met Azure Quantumkunt u kwantumprogramma's uitvoeren op echte kwantumhardware, kwantumalgoritmen simuleren en de resources schatten die nodig zijn om uw kwantumprogramma's uit te voeren op toekomstige kwantumcomputers.

Zie Wat is Quantum Computing voor meer informatie over hoe u kwantumcomputing en kwantumalgoritmen kunt gebruiken?

Aan de slag met Azure Quantum

Hoe u begint met werken Azure Quantum , is afhankelijk van uw huidige configuratie en vereisten. Of u nu een ontwikkelaar bent en of u al een Azure account hebt, er zijn verschillende manieren om met Azure Quantumuw reis te beginnen. De volgende tabel bevat richtlijnen op basis van het type gebruiker dat u bent:

U hoeft geen account te hebben Azure om te gebruiken Azure Quantum. Maar als u uw kwantumprogramma's wilt verzenden naar echte kwantumhardware Azure Quantum, moet u een Azure account en een Azure Quantum werkruimte hebben.

Als u een Azure account wilt aanvragen, registreert u zich gratis en meldt u zich aan voor een abonnement met betalen per gebruik. Als u een student bent, kunt u profiteren van een gratis Azure account voor studenten.

De Microsoft Quantum-website

De Microsoft Quantum-website is een centrale resource waar u kwantumcomputing kunt verkennen. U kunt samenwerken met Copilot in Azure Quantum, een op kwantum gerichte AI-agent waarmee u code kunt schrijven en meer inzicht krijgt in kwantumconcepten. U kunt ook leren van experts en liefhebbers via blogs, artikelen en video's.

U kunt Q#-codevoorbeelden uitproberen in de online code-editor, uw code verzenden naar de quantinuum-emulator in de cloud en uw code openen in VS Code voor het web om te werken in een vooraf geconfigureerde kwantumomgeving.

De Microsoft Quantum-website is gratis te gebruiken en vereist Azure geen account. U hebt alleen een Microsoft (MSA)-e-mailaccount nodig om aan de slag te gaan. Zie Copilot verkennen in Azure Quantumvoor meer informatie.

Visual Studio Code

Azure Quantum biedt de Quantum Development Kit (QDK), een software development kit die speciaal is ontworpen voor kwantumontwikkeling. Met de QDK kunt u programma's schrijven in verschillende kwantumprogrammeertalen, fouten opsporen in uw code, realtime codefeedback ophalen en taken verzenden naar echte kwantumhardware via Azure Quantum. De QDK ondersteunt Microsoftde Q#-programmeertaal, samen met andere talen, zoals Qiskit, Cirq en OpenQASM.

De Quantum Development Kit is kosteloos en open source. Installeer de QDK-extensie in Visual Studio Code (VS Code) om aan de slag te gaan. Zie De QDK-extensie instellenvoor meer informatie.

Het Azure portaal

Als u een Azure account hebt, gebruikt u de Azure portal om een Azure Quantum werkruimte te maken. Een Azure Quantum werkruimte is een verzameling assets die zijn gekoppeld aan het uitvoeren van kwantumprogramma's. Zie Een werkruimte maken Azure Quantumvoor meer informatie.

Met de Azure portal kunt u uw kwantumprogramma's verzenden naar echte kwantumhardware, uw Azure Quantum werkruimte beheren, informatie over uw kwantumtaken bekijken en uw kwantumprogramma's bewaken.

Wat is Q#?

Q# is een opensource-kwantumprogrammeertaal die is gemaakt door Microsoft om uw kwantumprogramma's te ontwikkelen en uit te voeren.

U kunt een kwantumprogramma beschouwen als een set klassieke subroutines die communiceren met een kwantumsysteem om een berekening uit te voeren. Een Q#-programma modelleert niet rechtstreeks de kwantumstatus, maar beschrijft in plaats daarvan hoe een klassieke besturingscomputer communiceert met qubits. Met andere woorden, Q# is hardwareneutraal, dus u hoeft geen werkelijke qubittechnologieën te overwegen wanneer u Q#-programma's schrijft. Uw Q#-code wordt uitgevoerd op elke kwantumhardwaretechnologie.

Q# is een zelfstandige taal die een hoog abstractieniveau biedt. Er is geen idee van een kwantumstatus of -circuit. In plaats daarvan implementeert Q# programma's in termen van instructies en expressies, net als klassieke programmeertalen. U kunt klassieke en kwantumcomputingstructuren naadloos integreren in uw Q#-code.

Zie Inleiding tot Q# voor meer informatie. Begin met het schrijven van Q#-code door Uw eerste Q#-programma te maken.

Wat kan ik doen met Azure Quantum?

Azure Quantum biedt een breed scala aan services en hulpprogramma's waarmee u kwantumoplossingen kunt ontwikkelen.

Zie de pagina Onderzoek naar kwantumcomputing voor de meest recente informatie over kwantumcomputing.

Hybride kwantum-computing

Hybride kwantumcomputing verwijst naar de processen en architectuur van een klassieke computer en een kwantumcomputer die samenwerken om een probleem op te lossen. Met de nieuwste generatie hybride kwantumcomputerarchitectuur die beschikbaar is in Azure Quantum, kunt u aan de slag gaan met een klassieke hybride benadering voor programmeren.

Zie Hybride kwantumcomputing voor meer informatie.

Schatting van middelen in kwantumcomputing

In kwantumcomputing is het schatten van resources de mogelijkheid om inzicht te krijgen in de resources die nodig zijn om een algoritme uit te voeren op een kwantumcomputer. Wanneer u de resourcevereisten begrijpt voor het uitvoeren van uw programma's op verschillende typen kwantumhardware, kunt u uw kwantumoplossingen voorbereiden en verfijnen om te worden uitgevoerd op toekomstige kwantumcomputers. Met resourceschatting kunt u bijvoorbeeld bepalen wat de haalbaarheid is van het verbreken van een bepaald versleutelingsalgoritmen op een kwantumcomputer.

Met de Azure Quantum resource-estimator kunt u architectuurbeslissingen beoordelen, qubittechnologieën vergelijken en de resources bepalen die u nodig hebt om een bepaald kwantumalgoritme uit te voeren. U kunt kiezen uit vooraf gedefinieerde fouttolerante protocollen of uw eigen schattingsparameters instellen. Met de resource-estimator worden schattingen van fysieke resources na de indeling berekend op basis van een set invoerwaarden, zoals qubitparameters, de QEC-code (kwantumfoutcorrectie), het foutenbudget en andere parameters.

Om aan de slag te gaan, zie Uw eerste schatting van hulpmiddelen uitvoeren.

Kwantumchemiesimulaties met Azure Quantum

Kwantummechanica is net als het onderliggende besturingssysteem van ons universum en beschrijft hoe de fundamentele bouwstenen van de natuur zich gedragen. Chemische reacties, cellulaire processen en materiaaleigenschappen zijn allemaal kwantummechanisch in de natuur en omvatten vaak interacties tussen een groot aantal kwantumdeeltjes. Kwantumcomputers beloven intrinsiek kwantummechanische systemen, zoals moleculen, te simuleren, omdat qubits kunnen worden gebruikt om de natuurlijke kwantumtoestanden in deze systemen weer te geven. Voorbeelden van kwantumsystemen die we kunnen modelleren zijn fotosynthese, supergeleiding en complexe moleculaire formaties.

De QDK en Azure Quantum zijn ontworpen om wetenschappelijke ontdekking te versnellen. Uw onderzoeks- en ontwikkelingsproductiviteit opnieuw uitvinden met simulatiewerkstromen die zijn geoptimaliseerd voor het schalen op Azure HPC-clusters (High Performance Computing), AI-versnelde computing, integratie met kwantumhulpprogramma's en kwantumhardware en toekomstige toegang tot Microsoftde kwantumsupercomputer.

Voor meer informatie, zie De kracht van Azure voor Moleculaire Dynamics ontgrendelen.

Kwantumsnelheden

Kwantumcomputers doen uitzonderlijk goed met problemen die berekeningen van een groot aantal mogelijke combinaties vereisen. Deze soorten problemen zijn te vinden op veel gebieden, zoals kwantumsimulatie, cryptografie, kwantummachine learning en zoekproblemen.

Een van de doelen van kwantumcomputingonderzoek is om te onderzoeken welke soorten problemen sneller kunnen worden opgelost door een kwantumcomputer dan een klassieke computer en hoe groot de snelheid kan zijn. Een bekend voorbeeld is het algoritme van Grover, wat een polynomiale versnelling oplevert ten opzichte van de klassieke tegenhangers.

Het algoritme van Grover versnelt de oplossing tot ongestructureerde gegevenszoekopdrachten, waarbij de zoekopdracht in minder stappen wordt uitgevoerd dan elk klassiek algoritme zou kunnen. Elk probleem waarmee u kunt controleren of een bepaalde waarde een geldige oplossing is (een 'ja of geen probleem') kan worden geformuleerd in termen van het zoekprobleem.

Zie Zelfstudie: Het zoekalgoritme van Grover implementeren in Q#voor een implementatie van het algoritme van Grover.

Kwantumproviders beschikbaar op Azure Quantum

Azure Quantum biedt een aantal van de meest aantrekkelijke en diverse kwantumbronnen die momenteel beschikbaar zijn van toonaangevende bedrijven. Azure Quantum werkt momenteel samen met de volgende providers om uw kwantumprogramma's uit te voeren op echte hardware en de optie om uw code te testen op hardwaresimulators.

Kies de provider die het beste past bij de kenmerken van uw probleem en uw behoeften.

• IONQ: Dynamisch herconfigureerbare trapped-ion kwantumcomputers voor maximaal 36 volledig verbonden qubits, waarmee u een twee-qubitpoort tussen willekeurige paren kunt uitvoeren.
• PASQAL: Neutrale kwantumprocessors op basis van atoom die op kamertemperatuur werken, met lange coherentietijden en indrukwekkende qubitconnectiviteit.
• Quantinuum: Gecontroleerde ionensystemen met hoogwaardige, volledig verbonden qubits, lage foutpercentages, hergebruik van qubits en de mogelijkheid om metingen halverwege het circuit uit te voeren.
• Rigetti: Mogelijk gemaakt door supergeleidende kwantumprocessors op basis van qubits, bieden deze systemen snelle poorttijden, voorwaardelijke logica met lage latentie en snelle uitvoeringstijden van programma's.

Raadpleeg de volledige kwantumcomputinglijst voor meer informatie over de specificaties van elke provider.

Zie prijzen in Azure Quantum en veelgestelde vragen voor informatie over taakkosten en facturering in Azure Quantum.

Gerelateerde inhoud

Om te beginnen met het gebruiken van Azure Quantum, bekijk de volgende koppelingen:

• Azure Quantum Een werkruimte maken
• Aan de slag met Q# en Visual Studio Code
• Installeer de Quantum Development Kit
• Een Qiskit-circuit uitvoeren in Azure Quantum