تمرين - استخدام Quantum Development Kit لتشغيل برنامج كمومي

  • 5 دقائق

يسمح لك ملحق Azure Quantum Development Kit (QDK) ل Visual Studio Code بإنشاء برامجك وتشغيلها في بيئة تطوير محلية. يمكنك أيضا الاتصال بمساحة عمل Azure Quantum وتشغيل البرامج على أجهزة الكمبيوتر الكمومية ومحاكيات الموفرين الذين حددتهم لمساحة العمل الخاصة بك.

المتطلبات الأساسية

  • تثبيت Visual Studio Code أو فتح VS Code للويب.

  • تثبيت ملحق التعليمات البرمجية VS ل Azure Quantum Development Kit (QDK الحديث).

  • إذا كنت ترغب في تشغيل برامجك على أجهزة حقيقية، فستحتاج أيضا إلى:

    • اشتراك Azure. في حال لم يكن لديك اشتراك Azure، فأنشئ حساباً مجانيّاً قبل البدء.
    • مساحة عمل Azure Quantum.

    تلميح

    إذا كان لديك مساحة عمل Azure Quantum، يمكنك الاستفادة من 500 دولار أمريكي مجانا في أرصدة Azure Quantum عند إرسال برامج Q# إلى Azure Quantum.

إنشاء وتشغيل برنامج Q# في Visual Studio Code

  1. افتح Visual Studio Code وحدد File>New Text File لإنشاء ملف جديد.

  2. احفظ الملف باسم RandomNum.qs. سيحتوي هذا الملف على التعليمات البرمجية Q# لبرنامجك.

  3. انسخ التعليمات البرمجية التالية واحفظها في RandomNum.qs الملف.

    namespace Sample {

    @EntryPoint()
    operation RandomBit() : 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;
    }
}

تلميح

يتضمن QDK الحديث مجموعة من عينات Q# التي يمكنك استخدامها لمعرفة المزيد حول Q# والحوسبة الكمومية. لعرض العينات، افتح ملف Q# جديدا واكتب sample، ثم حدد النموذج الذي تريد عرضه من قائمة الخيارات.

استكشاف التعليمات البرمجية ل Q#

  1. مرر مؤشر الماوس فوق H العملية لرؤية ملخص قصير للتعريف.
  2. ضع المؤشر أمام العملية، وانقر بزر الماوس الأيمن H وحدد الانتقال إلى التعريف. يؤدي هذا إلى فتح طريقة عرض للقراءة فقط للتعليمات البرمجية للمكتبة القياسية للدالة.

تشغيل البرنامج محليا

  1. لاختبار تشغيل البرنامج محليا على المحاكي المضمن، حدد تشغيل ملف Q# من القائمة المنسدلة أيقونة التشغيل في أعلى اليمين، أو اضغط على Ctrl+F5. سيظهر الإخراج الخاص بك في وحدة تحكم تتبع الأخطاء.
  2. لتصحيح أخطاء البرنامج قبل إرساله إلى Azure Quantum، حدد Debug Q# file من أيقونة التشغيل، أو اضغط F5. استخدم عناصر التحكم في تصحيح الأخطاء في الأعلى لتجاوز التعليمات البرمجية والدخول إليها وخارجها.

الاتصال إلى Azure Quantum وإرسال وظيفتك

إذا كان لديك مساحة عمل Azure Quantum، يمكنك الاتصال بها من VS Code وإرسال برامج Q# إلى Azure Quantum. على سبيل المثال، يمكنك إرسال RandomNum.qs البرنامج إلى جهاز محاكاة Rigetti.

  1. افتح قسم QUANTUM WORKSPACES في طريقة عرض Explorer للشريط الجانبي VS Code.
  2. حدد إضافة مساحة عمل موجودة واتبع المطالبات للاتصال بالدليل والاشتراك ومساحة العمل المفضلة لديك.
  3. بمجرد الاتصال، قم بتوسيع مساحة العمل الخاصة بك وتوسيع موفر Rigetti .
  4. حدد rigetti.sim.qvm كهدف.
  5. انقر فوق الأيقونة ⏵︎ (تشغيل) على يمين الهدف، أو قم بتشغيل الأمر "Q#: Submit current Q# program" من لوحة الأوامر. إذا حصلت على نافذة منبثقة، فحدد تغيير ملف تعريف هدف QIR ومتابعة.
  6. أدخل اسما وعدد اللقطات لتقديم المهمة في مربعات الإدخال.
  7. اضغط على مفتاح الإدخال Enter لإرسال المهمة. سيتم عرض حالة الوظيفة في أسفل الشاشة.
  8. قم بتوسيع الوظائف وقم بالمرور فوق وظيفتك، والتي تعرض أوقات وحالة وظيفتك.
  9. لعرض النتائج، حدد أيقونة السحابة بجوار اسم المهمة لتنزيل النتائج من مساحة تخزين مساحة العمل وعرضها في VS Code.

إضافي - إنشاء دفتر ملاحظات Azure Quantum

يسمح لك QDK الحديث بإنشاء دفاتر ملاحظات Azure Quantum في VS Code. دفاتر ملاحظات Azure Quantum هي دفاتر Jupyter التي تسمح لك بتشغيل البرامج الكمومية على أجهزة الكمبيوتر الكمومية ومحاكيات الموفرين الذين حددتهم لمساحة عمل Azure Quantum.

لإنشاء دفتر ملاحظات Azure Quantum:

  1. في VS Code، افتح القائمة View، وحدد Command Palette.
  2. اكتب Q#: إنشاء دفتر ملاحظات Azure Quantum.
  3. يتم فتح Jupyter Notebook في علامة تبويب جديدة. يتضمن دفتر الملاحظات خلية تعليمات برمجية تستورد الحزم المطلوبة للعينة، وتتصل بخدمة Azure Quantum، وتشغل برنامج Q#.