Začínáme s Azure Quantum Development Kit (moderní sada QDK)

  • Článek

Seznamte se s různými možnostmi prostředí dostupnými pro vývoj kvantových výpočtů pomocí služby Azure Quantum . Každé prostředí používá Azure Quantum Development Kit (Moderní sada QDK), což je open source sada nástrojů, která zahrnuje kvantový programovací jazyk Q# a doprovodné knihovny. Pomocí sady QDK můžete vyvíjet aplikace kvantových výpočtů pomocí různých vývojových prostředí a jazyků a spouštět je na kvantových simulátorech nebo kvantovém hardwaru pomocí Azure Quantum.

Spouštění kvantových programů

Azure Quantum nabízí několik prostředí, kde můžete začít zkoumat kvantové programování.

  Web Azure Quantum Visual Studio Code (web) Azure Portal Visual Studio Code
Integrovaná Q# podpora * ✔ ✔ ✔ ✔
Jupyter Notebooks   ✔ ✔ ✔
Estimátor prostředků   ✔ ✔ ✔
Přístup ke QPU   ✔
(s předplatným Azure)		 ✔
(s předplatným Azure)		 ✔
(s předplatným Azure)
Podpora jazyka Python     ✔ ✔
Podpora pro Qiskit a Cirq     ✔ ✔
Integrované hybridní řešení       ✔
(s využitím klasické sady QDK)
Místní nastavení       ✔

* VS Code a VS Code (web) poskytují bohatou Q# podporu jazyků, jako je IntelliSense a ladění.

Web Azure Quantum

Na webu Azure Quantum můžete napsat a spustit Q# kód přímo v prohlížeči v online editoru kódu a otevřít ho přímo v editoru VS Code na webu jedním kliknutím – nevyžaduje se instalace ani účet Azure. Napište vlastní Q# kód, použijte předdefinované ukázky nebo v Azure Quantum vyzvete Copilot k vytvoření Q# kódu. Další informace najdete v tématu Prozkoumání Azure Quantum.

Portál Azure Quantum

Portál Azure Quantum poskytuje vývojové prostředí bez instalace, ve kterém můžete vytvářet, nahrávat, ukládat a spouštět kvantový kód v poznámkových blocích Jupyter na kvantovém simulátoru nebo kvantovém hardwaru targets. K dispozici je galerie ukázkových poznámkových bloků Jupyter, které vám pomůžou začít s kvantovým programováním v Q#, Pythonu a spouštění okruhů Qiskit a Cirq. Na portálu můžete také spravovat kvantové pracovní prostory, úlohy, aktivity, kredity a využití a řízení přístupu. Začněte tím, že si projděte téma Vytvoření pracovního prostoru Azure Quantum.

Tip

První uživatelé automaticky získají bezplatné kredity Azure Quantumve výši 500 USD pro použití u každého zúčastněného poskytovatele kvantového hardwaru. Pokud jste spotřebovali všechny kredity a potřebujete víc, můžete se přihlásit k programu Azure Quantum Credits.

Visual Studio Code

Moderní rozšíření QDK VS Code je nejnovější verzí Q# nástrojů pro vývoj jazyků a kvantových vývojových nástrojů. S menšími nároky a rychlejším výkonem nabízí zjednodušenou instalaci, vylepšení jazyka, integrovanou podporu Pythonu, Jupyter Notebook a Qiskitu, integrované připojení Azure pro odesílání úloh na kvantový hardware, podporu ladicího programu a vylepšené zvýrazňování syntaxe a chybové zprávy. Moderní sada QDK je nezávislá na platformě a běží na Windows, Mac, Linuxu a na webu. Informace o nastavení najdete v tématu Instalace moderní sady QDK.

Visual Studio Code na webu

VS Code na webu je bezplatný prostředek, který nabízí stejný výkon, připojení k Azure a Q# jazykové funkce (jako je zvýrazňování syntaxe, IntelliSense a ladění) jako nainstalovaná verze VS Code, a to bez některých rozšířených funkcí (podrobnosti najdete v srovnávací tabulce ). vscode.dev/quantum nabízí předkonfigurované kvantové prostředí a vscode.dev/quantum/playground/ nabízí předkonfigurované kvantové prostředí, ukázkový kód a výukový obsah, které vám pomůžou začít.

Poznámka

Pokud už máte na počítači nakonfigurované prostředí Python a Jupyter Notebook, můžete se připojit k serveru Jupyter z VS Code na webu a spouštět Q# poznámkové bloky. Další informace najdete v tématu Připojení ke vzdálenému serveru Jupyter ze vscode.dev.

Instalace moderní sady QDK ve VS Code

Poznámka

Pokud se chcete vyhnout možným konfliktům verze balíčku, postupujte podle pokynů pro odinstalaci v kroku 2.

Instalace moderní sady QDK:

  1. Ve VS Code zakažte nebo odinstalujte rozšíření Microsoftu Quantum Development Kit .
  2. Spuštěním příkazu python -m pip uninstall qsharp qsharp-core qsharp-chemistry azure-quantum
  3. V případě potřeby nainstalujte nejnovější verzi VS Code nebo otevřete VS Code na webu.
  4. Nainstalujte rozšíření Azure Quantum Development Kit .

Hotovo. Teď můžete psát, ladit a spouštět Q# programy pomocí integrovaného kvantového simulátoru, nebo pokud už máte účet Azure, připojit a odesílat Q# programy na kvantový hardware, a to vše z VS Code.

Pokud chcete otestovat nastavení, přečtěte si téma Odesílání Q# úloh do Azure Quantum.

Přidání podpory pro Python a Jupyter Notebooks

S přidanou podporou Pythonu můžete vkládat nebo volat Q# kód z programů Pythonu nebo poznámkových bloků Jupyter a spouštět je v integrovaném kvantovém simulátoru nebo se připojit k pracovnímu prostoru Azure a odesílat úlohy na kvantový hardware, a to vše z nástroje VS Code.

Požadavky

  • Prostředí Pythonu (3.9 nebo vyšší, doporučuje se verze 3.11) s nainstalovanými Pythony a Pipem .
  • VS Code s nainstalovaným rozšířením Modern QDK

Přidání podpory Pythonu a Jupyter Notebook:

  1. Nainstalujte rozšíření Python a Jupyter pro VS Code.

  2. Nainstalujte balíčky qsharp a azure-quantum :

    python -m pip install qsharp azure-quantum

  3. Pokud chcete podporu Qiskitu nebo Cirqu, nainstalujte ji azure-quantum pomocí parametrů [qiskit] nebo [cirq]:

    Důležité

    Pokud aktualizujete z předchozího prostředí Qiskit, přečtěte si téma Aktualizace balíčku azure-quantum s podporou qiskitu.

    python -m pip install azure-quantum[qiskit]
or
python -m pip install azure-quantum[cirq]
or
python -m pip install azure-quantum[qiskit, cirq]

  4. Nainstalujte volitelné balíčky Pythonu, které možná budete potřebovat k zobrazení výsledků a práci v poznámkových blocích Jupyter:

    python -m pip install ipykernel ipympl jupyterlab

Pokud chcete otestovat nastavení, přečtěte si téma Odesílání Q# úloh pomocí Pythonu nebo Odesílání Q# úloh pomocí poznámkových bloků Jupyter.

Přidání podpory pro Azure CLI

Azure CLI je volitelná metoda pro odesílání kvantových úloh pomocí okna terminálu v nástroji VS Code.

  1. Nainstalujte Azure CLI.

  2. Nainstalujte nejnovější rozšíření Azure CLI quantum . Otevřete příkazový řádek a spusťte následující příkaz:

    az extension add \
    --upgrade \
    -n quantum

Pokud chcete otestovat nastavení, přečtěte si téma Odesílání Q# úloh do Azure Quantum.

Kompatibilita se sadou Classic QDK

Další informace najdete v tématu Co je nového v moderní sadě QDK.

  • Moderní sada QDK není plně zpětně kompatibilní s předchozí klasickou sadou QDK. Ne všechna rozhraní API byla přenesena a existující soubory projektu se nerozpoznají. Vaše aktuální programy a projekty můžou vyžadovat významné změny a aktualizace. Další informace najdete v tématech Migrace kódu do moderní sady QDK a Novinky v moderní sadě QDK.
  • Moderní rozšíření QDK a předchozí klasické rozšíření QDK je možné nainstalovat do nástroje VS Code současně, ale obojí nejde povolit současně. Pokud pracujete výhradně s moderní sadou QDK nebo pokud vaše programy vyžadují funkce, které moderní sada QDK ještě nepodporuje (například hybridní kvantové výpočty), povolte najednou jenom jedno rozšíření. Další informace najdete v tématu Pokračování práce v klasické sadě QDK.
  • Web Azure Quantum a prostředí portálu Azure Quantum používají výhradně moderní sadu QDK.

Pokračovat v práci v klasické sadě QDK

Moderní sada QDK zatím nepodporuje některé funkce, jako je například hybridní computing. Pokud chcete pro tuto funkci dál používat klasické prostředí QDK:

  1. Pokud jste nainstalovali některou z komponent moderní sady QDK:
    1. Ve VS Code zakažte nebo odinstalujte rozšíření Azure Quantum Development Kit .
    2. Spuštěním příkazu python -m pip uninstall qsharp
  2. Ve VS Code povolte nebo nainstalujte rozšíření Microsoftu Quantum Development Kit .
  3. Spusťte python -m pip install qsharp<1.0.

Související obsah

Pomocí webu Azure Portal: