Einrichten einer eigenständigen Q#-Umgebung

Informieren Sie sich darüber, wie Sie eine eigenständige Q#-Entwicklungsumgebung mit Jupyter Notebooks, Visual Studio Code (VS Code), Visual Studio oder einem beliebigen Editor bzw. einer IDE konfigurieren. Q#-Programme können eigenständig ausgeführt werden, oder es kann ein Treiberprogramm in einer Hostsprache wie C# oder F# genutzt werden.

Q# und Jupyter Notebooks

Jupyter Notebooks ermöglichen die direkte Codeausführung parallel zu Anweisungen, Notizen und anderem Inhalt. Diese Umgebung ist ideal für die Erstellung von Q#-Code mit eingebetteten Erläuterungen oder interaktiven Tutorials zum Quantencomputing. Alle erforderlichen Komponenten können mit nur einer Conda-Installation eingerichtet werden.

Hinweis

Wenn Sie Jupyter Notebooks verwenden, aber Conda nicht installieren möchten, können Sie Jupyter Notebooks über die .NET CLI einrichten.

  1. Installieren Sie Miniconda oder Anaconda. Sehen Sie in der zugehörigen Installationsanleitung nach, falls Sie bei einem Schritt unsicher sind. Hinweis: Eine 64-Bit-Installation ist erforderlich.

  2. Initialisieren Sie Conda für Ihre bevorzugte Shell mit dem Befehl conda init. Die unten angegebenen Schritte sind jeweils auf Ihr Betriebssystem zugeschnitten:

    Windows: Öffnen Sie eine Anaconda-Eingabeaufforderung, indem Sie im Startmenü danach suchen. Führen Sie anschließend den Initialisierungsbefehl für Ihre Shell aus. Mit conda init powershell cmd.exe wird beispielsweise sowohl Windows PowerShell als auch die Eingabeaufforderung für Sie eingerichtet. Sie können diese Eingabeaufforderung dann schließen.

    Wichtig

    Für die Verwendung von PowerShell wird von Conda ein Startskript konfiguriert, das jeweils ausgeführt wird, wenn Sie eine PowerShell-Instanz starten. Die Ausführung des Skripts wird unter Windows standardmäßig blockiert. Darüber hinaus muss die PowerShell-Ausführungsrichtlinie mit dem folgenden Befehl geändert werden (ausgeführt in PowerShell):

    Set-ExecutionPolicy -Scope CurrentUser RemoteSigned
    

    Linux: Falls Sie den Schritt nicht bereits während der Installation ausgeführt haben, können Sie Conda jetzt noch initialisieren. Öffnen Sie ein Terminal, und navigieren Sie zum Verzeichnis bin an Ihrem gewählten Installationsspeicherort (z. B. /home/ubuntu/miniconda3/bin). Führen Sie anschließend den entsprechenden Befehl für Ihre Shell aus, z. B. ./conda init bash. Schließen Sie Ihr Terminal, damit die Änderungen wirksam werden.

  3. Erstellen und aktivieren Sie in einem neuen Terminal eine neue Conda-Umgebung mit dem Namen qsharp-env und den erforderlichen Paketen (einschließlich Jupyter Notebook und IQ#). Führen Sie hierzu die folgenden Befehle aus:

    conda create -n qsharp-env -c microsoft qsharp notebook
    
    conda activate qsharp-env
    
  4. Führen Sie abschließend python -c "import qsharp" aus, um die Installation zu überprüfen und den lokalen Paketcache mit allen erforderlichen QDK-Komponenten aufzufüllen.

Q# und andere IDEs

Q#-Anwendungen können zwar in einer beliebigen IDE erstellt werden, aber wir empfehlen Ihnen, Visual Studio Code (VS Code) oder die Visual Studio-IDE für die Entwicklung Ihrer Q#-Anwendungen zu verwenden, falls Sie diese über eine .NET-Konsole ausführen. Das Entwickeln in diesen Umgebungen umfasst die umfangreichen Funktionen der Erweiterung für das Quantum Development Kit (QDK), einschließlich Warnungen, Syntaxhervorhebung, Projektvorlagen und mehr.

Wichtig

Wenn Sie unter Linux arbeiten, stoßen Sie je nach Distribution und Installationsmethode (z. B. bei bestimmten Docker-Images) ggf. auf eine fehlende Abhängigkeit. Stellen Sie sicher, dass die libgomp Bibliothek auf Ihrem System installiert ist, da die GNU OpenMP-Unterstützungs Bibliothek vom Quantum-Simulator des QDK benötigt wird. Unter Ubuntu können Sie dies durch Ausführen von sudo apt install libgomp1 oder yum install libgomp unter CentOS vornehmen. Informationen zu anderen Verteilungen finden Sie in Ihrem speziellen Paket-Manager.

Voraussetzungen

Nutzen Sie eine der folgenden Optionen, um das QDK für Ihre bevorzugte Umgebung zu konfigurieren:

VS-Code

  1. Laden Sie VS Code Version 1.52.0 oder höher herunter (Windows, Linux und Mac), und führen Sie die Installation durch.
  2. Installieren Sie die QDK für VS Code.

Visual Studio (nur Windows)

  1. Laden Sie Visual Studio 16.3 oder höher herunter, und installieren Sie die Anwendung mit aktivierter plattformübergreifender .NET Core-Entwicklungsworkload.
  2. Herunterladen und Installieren der QDK.

Hinweis

Obwohl Visual Studio für Mac verfügbar ist, ist die QDK-Erweiterung nur mit Visual Studio für Windows kompatibel.

Jupyter Notebooks (per .NET CLI)

Wenn Sie Ihre Programme in Jupyter Notebooks ausführen, aber Conda nicht installieren möchten, können Sie die erforderlichen Komponenten per .NET einrichten.

  1. Voraussetzungen:

  2. Installieren Sie IQ# über das .NET-Paket Microsoft.Quantum.IQSharp.

    dotnet tool install -g Microsoft.Quantum.IQSharp
    dotnet iqsharp install
    

    Hinweis

    Falls unter Linux ein Berechtigungsfehler auftritt, sollten Sie den IQ#-Kernel im Benutzermodus installieren, anstatt mit dotnet iqsharp install --user.

    Hinweis

    Wenn ein Fehler auftritt und Sie gerade .NET installiert haben, können Sie den Befehl dotnet iqsharp install nicht sofort ausführen. Öffnen Sie stattdessen unter Windows ein neues Terminalfenster, und versuchen Sie es dann erneut. Melden Sie sich unter Linux von Ihrer Sitzung ab, und melden Sie sich wieder an, um es erneut zu versuchen. Falls der Vorgang immer noch nicht erfolgreich ist, sollten Sie mit dem installierten Tool dotnet-iqsharp (unter Windows dotnet-iqsharp.exe) Folgendes ausführen:

    /path/to/dotnet-iqsharp install --user --path-to-tool="/path/to/dotnet-iqsharp"
    

    Ersetzen Sie hierbei /path/to/dotnet-iqsharp durch den absoluten Pfad zum Tool dotnet-iqsharp in Ihrem Dateisystem. Normalerweise finden Sie dies unter .dotnet/tools in Ihrem Benutzerprofilordner.

.NET CLI

  1. Geben Sie an der Eingabeaufforderung Folgendes ein:
dotnet new -i Microsoft.Quantum.ProjectTemplates

Azure CLI (.NET Core SDK 3.1 nicht erforderlich)

  • Installieren Sie die Azure CLI.

  • Installieren Sie die Azure CLI-Erweiterung quantum. Öffnen Sie eine Eingabeaufforderung, und führen Sie den folgenden Befehl aus:

    az extension add -n quantum
    

Nächste Schritte

Nachdem Sie nun Ihre eigenständige Q#-Umgebung eingerichtet haben, können Sie Quantenprogramme für lokale Quantensimulatoren, in der Cloud gehostete Simulatoren oder Remote-Quantenhardware schreiben und ausführen.