Mi az az Azure Quantum?
Az Azure Quantum az Azure felhőalapú kvantum-számítási szolgáltatása. A kvantumhardverek, szoftverek és megoldások széles skáláját kínálja egyetlen felhőszolgáltatásban.
Az Azure Quantum használatával egyszer írhat kódot, és kis módosítás nélkül futtathatja ugyanazon család több célhelyén. Vagy módosíthatja ugyanazt az algoritmust adott rendszerekhez.
Mit tartalmaz az Azure Quantum?
Az Azure Quantum és az Azure Quantum Development Kit (Modern QDK) segítségével programozza kvantumalgoritmusait, majd alkalmazhatja ezeket a kvantummegoldásokat a meglévő Azure-platformon.
Azure Quantum Development Kit
A kvantumprogramozás a klasszikus programozástól eltérő művészet, amely különböző eszközöket igényel a kvantum-algoritmikus gondolkodás megértéséhez és kifejezéséhez. Az Azure Quantum Development Kit (Modern QDK) az Azure Quantum service-hez való kapcsolódáshoz szükséges szoftverfejlesztői készlet. A Quantum Development Kittel olyan programokat hozhat létre, amelyek kvantumhardveren futnak az Azure Quantumban.
A modern QDK tartalmazza a Q#-t, egy magas szintű kvantumprogramozási nyelvet. A Q# a kvantuminformáció-feldolgozás kihívásainak kezelésére lett kialakítva. A Q#-nyelv egy szoftververembe van integrálva, amely lehetővé teszi a kvantum-algoritmusok lefordítását a kvantumszámítógép primitív műveleteire.
A Modern QDK az egyetlen fejlesztési készlet, amely készen áll a hibatűrő kvantum-számítástechnikára (FTQC). A modern QDK-val a következő műveletekre van lehetőség:
Hibakeresés a kódban: Olyan kvantum-számítási hibakeresőt kínál, amely képes a klasszikus és a kvantumkódon végiglépkedni. Ez a hibakereső a ritkán használható memóriaszimulátorával párosítva akár több ezer logikai qubit gyors szimulációját biztosítja.
Válassza ki a platformot: A Modern QDK a webböngészőben fut, nincs szükség telepítésre, és a VS Code-bővítményével a PC-n, Macen vagy Linuxon fut.
Gyorsabban írhatja a kódot: Szintaxiskiemelés és intelligens kódkiegészítés az IntelliSense használatával, és a Copilot segítségével teljes kódblokkok írása.
Futtassa az Ön által választott hardvert: A QDK zökkenőmentesen integrálható az Azure Quantum-tal az algoritmusok kvantumszámítógépek és szimulátorok széles skáláján való futtatásához.
Tervezés az FTQC-hez: A modern QDK-párok a legkorszerűbb Azure Quantum Resource Estimator használatával kifejezetten kvantum-számítástechnikához tervezett nyelvet biztosítanak. A Q#-nak nincs szüksége qubit-architektúrákra. Elvonja a hardvert, és lehetővé teszi a klasszikus és a kvantumszámítás kombinálását, mindezt a megcélzott kvantumgép végzi.
Hibrid kvantum-számítástechnika
A hibrid kvantum-számítástechnika a klasszikus és a kvantum-számítástechnika keveréke, amely egy probléma megoldásán dolgozik együtt. Az Azure Quantum használatával megkezdheti a kvantumszámítógépek kódolását a klasszikus és kvantumutasítások keverésével. Ez azt jelenti, hogy a kvantumprogramok többre képesek, mint a kapcsolatcsoportok. Klasszikus programozási módszereket használhatnak a középső kapcsolatcsoport mérésére, a qubitek optimalizálására és újrafelhasználására, valamint valós időben a kvantumfeldolgozó egységhez (QPU) való alkalmazkodáshoz.
Az Azure Quantum lehetővé teszi több kapcsolatcsoport egyetlen feladatba való kötegelét is, ami azt jelenti, hogy nem kell várnia a feladatbeküldések között, és gyorsabban futtathat több feladatot. A feladatokat egyszerűbben is kezelheti a feladatok munkamenetekbe való csoportosításával. Emellett a munkamenetekben lévő feladatok elsőbbséget élveznek a nem-használatos feladatokkal szemben.
Erőforrás-becslés
A kvantum-számítástechnikában az erőforrás-becslés képes megérteni az algoritmus futtatásához szükséges erőforrásokat, például a qubitek számát, a kvantumkapuk számát, a feldolgozási időt stb. Ha tisztában van a kvantummegoldáshoz szükséges qubitek számával és a qubit-technológiák közötti különbségekkel, előkészítheti és finomíthatja a kvantummegoldásokat a jövőbeli skálázott kvantumgépeken való futtatáshoz.
Az Azure Quantum eszközként szolgál a kvantumprogram erőforrásainak becsléséhez. Az Azure Quantum Resource Estimator lehetővé teszi az architekturális döntések értékelését, a qubit-technológiák összehasonlítását és az adott kvantum-algoritmus végrehajtásához szükséges erőforrások meghatározását. Választhat az előre definiált hibatűrő protokollok közül, és megadhatja a mögöttes fizikai qubitmodell feltételezéseit.
Az Azure Quantum Resource Estimator olyan bemenetek készletét veszi figyelembe, mint a qubit-architektúra, a kvantumhibák javítása (QEC)-kód, a hibakeret és egyéb paraméterek figyelembe vétele, és kiszámítja az elrendezés utáni fizikai erőforrások becslését.
Ha többet szeretne tudni, tekintse meg a kvantum-algoritmusok fizikai erőforrásainak becslése modult az Azure Quantum Resource Estimator használatával.
Kvantumhardver
Az Azure Quantumban különböző kvantumhardver-szolgáltatókat találhat, amelyek segítenek felkészülni a skálázott kvantumgépek jövőjére. A többi megoldástól eltérően ön nem egyetlen hardvertechnológiával rendelkezik, és a hosszú távú befektetéseit védő teljes veremalapú megközelítés előnyeit élvezheti.
- IonQ: Dinamikusan újrakonfigurálhatja a csapdába esett ion kvantumszámítógépeket akár 11 teljesen csatlakoztatott qubithez. Az IonQ segítségével két qubites kaput futtathat bármelyik pár között.
- PASQAL: Semleges atomalapú kvantumprocesszorok szobahőmérsékleten, hosszú koherenciaidővel és lenyűgöző qubit-kapcsolattal.
- Quantinuum: Rekedt ionrendszerek nagy megbízhatósággal, teljesen csatlakoztatott qubitekkel, alacsony hibaarányokkal, qubit-újrahasználattal és közép-áramköri mérések elvégzésének képességével.
- Rigetti: Gate-alapú szupravezető processzorok, amelyek tonhalas qubiteken alapulnak. A legújabb Aspen-M családi processzor a saját fejlesztésű, skálázható többlapkás technológián alapul, amely lehetővé teszi az alacsony késést és a párhuzamos végrehajtást.
Ingyenes Azure Quantum-kreditek
Ha első alkalommal használja az Azure Quantumot, automatikusan ingyenes 500 dollár (USD) értékű Azure Quantum-kreditet kap az egyes részt vevő kvantumhardver-szolgáltatókhoz való használatra. Így van, minden kvantumszolgáltatónál 500 dollárt (USD) kell elkölteni. Az Azure Quantum Credits megkönnyíti a különböző kvantumszolgáltatók felderítését, és segít az első kvantumprogramok tesztelésében.
Az Azure Quantum-kreditek felhasználása az egyes kvantumszolgáltatók által meghatározott erőforrás-használati modellen alapul, és a használat költsége levonódik a kreditekből.
Feljegyzés
Vegye figyelembe, hogy az Azure-kreditek és az Azure Quantum-kreditek különböző támogatások, és nem szabad összekeverni. Ha ingyenes próbaverziós Azure-fiókot hoz létre, 200 dollár (USD) ingyenes Azure-kreditet kap az Azure-szolgáltatásokhoz. Az Azure-kreditek nem használhatók kvantumhardver-szolgáltatókon.
Feladat életciklusa az Azure Quantumban
A kvantumprogram megírása után kiválaszthat egy célhelyet, és elküldheti a programot, más néven egy feladatot.
Ez az ábra a feladat elküldése után az alapszintű munkafolyamatot mutatja be:
Először az Azure Quantum feltölti a feladatot a munkaterületen konfigurált Azure Storage-fiókba. Ezután a feladat hozzá lesz adva a feladatban megadott szolgáltató feladatsorához. Az Azure Quantum ezután letölti a programot, és lefordítja a szolgáltató számára. A szolgáltató feldolgozza a feladatot, és visszaadja a kimenetet az Azure Storage-nak, ahol letölthető.
Ha nem vagyok kvantumszakértő, használhatom még az Azure Quantumot?
A Microsoft elkötelezett amellett, hogy a kvantum-számítástechnikát mindenki számára elérhetővé tegye, legyen szó kvantumfejlesztőről, kutatóról vagy rajongóról.
Az Azure Quantum mesterséges intelligenciával segíti Önt. A Copilottal játszhat az Azure Quantumban, egy kvantumközpontú csevegőrobottal, amely segít a kódírásban és a kvantumfogalmak jobb megértésében.
Ha ezzel szeretne tanulni, próbálja ki a Quantum Katast, amely öngyors oktatóanyagok sorozata, amely bemutatja a kvantum-számítástechnika és a Q#-programozás elemeit. A Q#-kvantummintákat is megismerheti.
A szakértőktől és a rajongóktól blogokon, cikkeken és videókon keresztül is tanulhat. Az online kódszerkesztőben pedig kipróbálhat néhány Q#-kódmintát.
Ezek az eszközök ingyenesek.