開始使用會話

會話是混合式量子運算的主要功能，可讓您將多個量子運算作業分組在一起。會話是提交至單 target一的一或多個作業的邏輯群組。每個會話都有附加至該會話中每個作業的唯一標識符。當您想要依序執行多個量子運算作業時，會話非常有用，並能夠在量子作業之間執行傳統程式碼。

本文說明混合式量子運算中的會話架構，以及如何建立新的會話。

必要條件

若要建立會話，您需要下列必要條件：

具有有效訂用帳戶的 Azure 帳戶。如果您沒有 Azure 帳戶，請免費註冊並註冊隨用隨付訂用帳戶。
工作區 Azure Quantum 如需詳細資訊，請參閱建立 Azure Quantum 工作區。
具備安裝了Python 的Python環境。
函式庫 qdkPython 。如果你想使用 Qiskit 或 Cirq，你需要安裝 azure 和 qiskit 附加套件。
```
pip install --upgrade qdk
```
或
```
pip install --upgrade "qdk[azure,qiskit]" 
```

什麼是工作階段？

在工作階段中，客戶端計算資源可能會移至雲端，因而產生較低的延遲，以及使用不同參數重複執行量子線路的能力。作業可以邏輯方式分組成一個會話，而該會話中的作業可以優先於非會話作業。雖然量子位狀態不會在作業之間保存，但會話允許作業的佇列時間較短，且運行時間較長的問題。

會話可讓您組織多個量子運算作業，並能夠在量子作業之間執行傳統程序代碼。您將能夠執行複雜的演算法，以更妥善地組織和追蹤個別的量子運算作業。

您可能想要在會話中結合作業的關鍵使用者案例是 參數化 量子演算法，其中一個量子運算作業的輸出會通知下一個量子運算作業的參數。這種類型的演算法最常見的範例是 Variational Quantum Eigensolvers （VQE）和 Quantum Approximate Optimization Algorithms （QAOA）。

支援的硬體

所有量子運算硬體提供者都支援會話。在某些情況下，在階段作業內提交的工作會在該 target的佇列中排定優先順序。如需詳細資訊，請參閱目標行為。

如何建立會話

若要建立會話，請遵循下列步驟：

此範例示範如何使用Q#內嵌程式碼在Jupyter Notebook中使用Visual Studio Code建立會話（VS Code）。您還可以使用程式來建立階段作業，該程式呼叫相鄰的Python程式。

注意

工作階段會使用 Python 來管理，即使在執行 Q# 內嵌程式碼時也是如此。

在 VS Code中，開啟「檢視」功能表，然後選擇「命令選項板」。
輸入並選取 建立：新增 Jupyter Notebook。
在右上角，VS Code 會檢測並顯示選擇給筆記本的 Python 版本和虛擬 Python 環境。如果您有多個 Python 環境，您可能需要使用右上方的核心選擇器來選取核心。如果未偵測到任何環境，請參閱 Jupyter Notebook 中的 VS Code 以獲取設定資訊。

在筆記本的第一個儲存格中，執行下列程式碼：

from qdk.azure import Workspace

workspace = Workspace(
    resource_id = "", # add your resource ID
    location = "", # add your location, for example "westus"
)

在筆記本中新增儲存格並匯入 qsharpPython 套件：
```
from qdk import qsharp
```
選擇您的量子 target。在此範例中，是 targetIonQ 模擬器。
```
target = workspace.get_targets("ionq.simulator")
```
選取設定檔target組態、Base、 Adaptive_RI或 Unrestricted。
```
qsharp.init(target_profile=qsharp.TargetProfile.Base) # or qsharp.TargetProfile.Adaptive_RI, qsharp.TargetProfile.Unrestricted
```
注意

Adaptive_RI target 目前在Quantinuum targets上支援配置文件作業。如需詳細資訊，請參閱整合式混合式量子運算。

撰寫程式 Q# 。例如，下列 Q# 程式會產生隨機位。為了說明輸入自變數的使用，此程式會採用整數和 n角度陣列， angle做為輸入。

%%qsharp
import Std.Measurement.*;
import Std.Arrays.*;

operation GenerateRandomBits(n: Int, angle: Double[]) : Result[] {
   use qubits = Qubit[n]; // n parameter as the size of the qubit array
   for q in qubits {
       H(q);
   }
   R(PauliZ, angle[0], qubits[0]); // arrays as entry-points parameters
   R(PauliZ, angle[1], qubits[1]);
   let results = MeasureEachZ(qubits);
   ResetAll(qubits);
   return results;
}

接下來，您會建立會話。假設您想要執行 GenerateRandomBit 作業三次，因此您可以使用 target.submit 將數據提交 Q# 作業 target ，並重複程式碼三次 - 在真實世界的案例中，您可能會想要提交不同的程式，而不是相同的程式代碼。
```
angle = [0.0, 0.0]
with target.open_session(name="Q# session of three jobs") as session:
    target.submit(input_data=qsharp.compile(f"GenerateRandomBits(2, {angle})"), name="Job 1", shots=100) # First job submission
    angle[0] += 1
    target.submit(input_data=qsharp.compile(f"GenerateRandomBits(2, {angle})"), name="Job 2", shots=100) # Second job submission
    angle[1] += 1
    target.submit(input_data=qsharp.compile(f"GenerateRandomBits(2, {angle})"), name="Job 3", shots=100) # Third job submission

session_jobs = session.list_jobs()
[session_job.details.name for session_job in session_jobs]
```
重要

當您將引數作為參數傳遞至作業時，當呼叫Q#時，引數會被格式化為qsharp.compile運算式。這意味著您需要將參數格式化為 Q# 物件。在此範例中，因為中的 Python 陣列已列印為 [item0, item1, ...]，所以輸入引數 Q# 符合格式。對於其他Python資料結構，您可能需要更多處理，才能以相容的方式將字串值插入到Q#中。
建立工作階段之後，您可以使用 workspace.list_session_jobs 來擷取工作階段中所有作業的清單。如需詳細資訊，請參閱如何管理會話。

從 azure-quantum 和 qiskit匯入其他模組。

from qdk.qiskit import QuantumCircuit
from qdk.azure import Workspace
from azure.quantum.qiskit import AzureQuantumProvider

使用您的 Quantum 工作區資訊建立物件 provider 。

workspace = Workspace(
            resource_id = "", # add your resource ID
            location = "") # add your location

provider = AzureQuantumProvider(workspace)

撰寫量子電路。例如，下列線路會產生隨機位。

circuit = QuantumCircuit(2, 2)
circuit.name = "GenerateRandomBit"
circuit.h(0)
circuit.cx(0,1)
circuit.measure([0,1], [0,1])
circuit.draw()

使用您選擇的量 target 建立後端執行個體。在此範例中，將 your target 設定為 IonQ 模擬器。
```
backend = provider.get_backend("ionq.simulator")
```

建立會話。假設您要運行量子電路三次，因此您用於 backend.run 提交 Qiskit 電路，並重複代碼三次。在實際案例中，您可能想要提交不同的程式，而不是相同的程式碼。您可以使用 workspace.list_session_jobs 來擷取工作階段中所有作業的清單。如需詳細資訊，請參閱如何管理會話。

with backend.open_session(name="Qiskit Session") as session:
    job1 = backend.run(circuit=circuit, shots=100, job_name="Job 1") # First job submission
    job1.wait_for_final_state()
    job2 = backend.run(circuit=circuit, shots=100, job_name="Job 2") # Second job submission
    job2.wait_for_final_state()
    job3 = backend.run(circuit=circuit, shots=100, job_name="Job 3") # Third job submission
    job3.wait_for_final_state()

session_jobs = session.list_jobs()
[session_job.details.name for session_job in session_jobs]

撰寫量子電路。例如，下列線路會產生隨機位。

import cirq

q0 = cirq.LineQubit(0)
q1 = cirq.LineQubit(1)
circuit = cirq.Circuit(
    cirq.H(q0),  # H gate
    cirq.CNOT(q0, q1),
    cirq.measure(q0, key='q0'),
    cirq.measure(q1, key='q1')
)
print(circuit)

使用您的 Quantum 工作區資訊建立物件 service 。

from azure.quantum.cirq import AzureQuantumService

service = AzureQuantumService(
            resource_id = "", # add your resource ID
            location = "") # add your location

選擇您的量子 target。在此範例中，是 targetIonQ 模擬器。

注意

Cirq 電路只能使用IonQ或Quantinuum targets。
```
target = service.get_target("ionq.simulator")
```

建立會話。假設您要運行量子電路三次，因此您用於 target.submit 提交 Cirq 電路，並重複代碼三次。在實際案例中，您可能想要提交不同的程式，而不是相同的程式碼。您可以使用 workspace.list_session_jobs 來擷取工作階段中所有作業的清單。如需詳細資訊，請參閱如何管理會話。

with target.open_session(name="Cirq Session") as session:
    target.submit(program=circuit, name="Job 1", repetitions=100) # First job submission
    target.submit(program=circuit, name="Job 2", repetitions=100) # Second job submission
    target.submit(program=circuit, name="Job 3", repetitions=100) # Third job submission

session_jobs = session.list_jobs()
[session_job.details.name for session_job in session_jobs]

目標行為

每個量子硬體提供者都會定義自己的啟發學習法，以最佳方式管理會話內工作的優先順序。

Quantinuum

如果您選擇將工作階段內的工作提交至 Quantinuum target，則只要您在一分鐘內將工作排入佇列，您的工作階段就可以獨佔存取硬體。之後，系統會接受並使用標準佇列和優先順序邏輯處理您的工作。

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Last updated on 2025-12-24