¿Qué son el kit de desarrollo de Quantum y el lenguaje de programación Q#?

Q# es el lenguaje de programación de código abierto de Microsoft para desarrollar y ejecutar algoritmos cuánticos. Forma parte del kit de desarrollo de Microsoft Quantum (QDK), que incluye bibliotecas de Q#, simuladores cuánticos, extensiones para otros entornos de programación y documentación de API. Además de la biblioteca de Q# estándar, el QDK incluye bibliotecas de química, aprendizaje automático y valores numéricos.

Como lenguaje de programación, Q# dibuja elementos conocidos de Python, C# y F#, y admite un modelo de procedimientos básico para escribir programas con bucles, instrucciones if/then y tipos de datos comunes. También presenta nuevas operaciones y estructuras de datos específicas de la computación cuántica.

¿Qué puedo hacer con el QDK?

QDK es un kit de desarrollo completo de Q# que se puede usar con herramientas y lenguajes comunes para desarrollar aplicaciones cuánticas que puede ejecutar en diversos entornos. Los programas de Q# se pueden ejecutar como una aplicación de consola mediante Jupyter Notebook, o se puede usar un programa host de Python o .NET.

Desarrollo en herramientas y entornos comunes

Integre el desarrollo cuántico con Visual Studio, Visual Studio Code y Jupyter Notebook. Use las API integradas para emparejar los programas con los lenguajes host Python y .NET.

Prueba de operaciones cuánticas y bibliotecas específicas del dominio

Escriba y pruebe algoritmos cuánticos para explorar la superposición, el entrelazamiento y otras operaciones cuánticas. Las bibliotecas de Q# permiten ejecutar operaciones cuánticas complejas sin tener que diseñar secuencias de operaciones muy detalladas.

Envío de trabajos a servicio Azure Quantum

Escriba programas de computación cuántica y de optimización de inspiración cuántica y envíelos a Azure Quantum para que se ejecuten en proveedores de asociados y solucionadores de optimización.

Ejecución de programas en simuladores

Ejecute sus programas cuánticos en un simulador cuántico de estado completo o un simulador de Toffoli de ámbito limitado, o bien pruebe su código de Q# en diferentes estimadores de recursos.

¿Dónde puedo obtener más información?

Objetivo de aprendizaje Recurso
Soy nuevo en la computación cuántica Revise algunos aspectos básicos de la física y la computación cuánticas en Conceptos clave.
Quiero profundizar más en el lenguaje Q# Explore los tipos, las expresiones, las variables y la estructura de los programas cuánticos en la guía de usuario de Q#.
Quiero empezar a escribir programas cuánticos Configure el entorno de Q# y empiece a escribir programas cuánticos con los inicios rápidos.
Prefiero una ruta de aprendizaje más estructurada Obtenga información sobre las bases de la computación cuántica en Microsoft Learn.

¿Cómo funciona Q#?

Un programa de Q# puede compilarse en una aplicación independiente o se puede llamar desde un programa host escrito en Python o .NET.

Al compilar y ejecutar el programa, se crea una instancia del simulador cuántico, a la que se le pasa el código de Q#. El simulador utiliza el código de Q# para crear cúbits (simulaciones de partículas cuánticas) y aplicar transformaciones para modificar su estado. Después, los resultados de las operaciones cuánticas del simulador se devuelven al programa.

Al aislar el código de Q# en el simulador, se garantiza que los algoritmos sigan las leyes de la física cuántica y que se puedan ejecutar correctamente en los equipos cuánticos.

Flujo de código de Qsharp

¿Cómo se usa el QDK?

Todo lo que necesita para escribir y ejecutar programas de Q#, incluido el compilador de Q#, las bibliotecas de Q# y los simuladores cuánticos, se puede instalar y ejecutar en el equipo local. En algún momento podrá ejecutar los programas de Q# de forma remota en un equipo cuántico real pero, hasta entonces, los simuladores cuánticos que se proporcionan con el QDK ofrecen resultados precisos y confiables.

  • Desarrollar aplicaciones de Q# es la forma más rápida de empezar a trabajar.

  • Ejecute Jupyter Notebook con IQ#, una extensión de Jupyter para compilar, simular y visualizar programas de Q#.

  • Si está familiarizado con Python, puede usarlo como plataforma de programación host para comenzar. El uso de Python está muy generalizado no solo entre desarrolladores, sino también científicos, investigadores y profesores.

  • Si ya tiene experiencia con C#, F# o VB.NET y está familiarizado con el entorno de desarrollo de Visual Studio, solo tendrá que agregar algunas extensiones a Visual Studio para prepararlo para Q#.

Resumen

Q# es un lenguaje de programación de código abierto para desarrollar programas cuánticos. Tiene bibliotecas que permiten crear operaciones cuánticas complejas y simuladores cuánticos para ejecutar y probar sus programas con precisión. Los programas de Q# pueden ejecutarse como aplicaciones independientes o se pueden llamar desde un programa host de Python o .NET, y se pueden escribir, ejecutar y probar en el equipo local.

Pasos siguientes

Álgebra lineal para la computación cuántica