Начало работы с Azure Quantum Development Kit (современный QDK)

  • Статья

Узнайте о различных вариантах среды, доступных для разработки квантовых вычислений с помощью службы Azure Quantum . В каждой среде используется Azure Quantum Development Kit (современный QDK), открытый код набор средств, включающий язык Q# квантового программирования и сопутствующие библиотеки. С помощью QDK вы можете разрабатывать приложения квантовых вычислений с использованием разных сред разработки и языков и запускать их в квантовых симуляторах или на квантовом оборудовании с помощью Azure Quantum.

Запуск квантовых программ

Azure Quantum предлагает несколько сред для изучения квантового программирования.

  Веб-сайт Azure Quantum Visual Studio Code (Интернет) Портал Azure Visual Studio Code
Встроенная Q# поддержка * ✔ ✔ ✔ ✔
Записные книжки Jupyter   ✔ ✔ ✔
Оценщик ресурсов   ✔ ✔ ✔
Доступ к QPU   ✔
(с подпиской Azure)		 ✔
(с подпиской Azure)		 ✔
(с подпиской Azure)
Поддержка Python     ✔ ✔
Поддержка Qiskit и Cirq     ✔ ✔
Интегрированная гибридная среда       ✔
(с классическим QDK)
Локальная установка       ✔

* VS Code и VS Code (Web) обеспечивают расширенную Q# языковую поддержку, например IntelliSense и отладку.

Веб-сайт Azure Quantum

На веб-сайте Azure Quantum можно написать и запустить Q# код прямо в браузере в интерактивном редакторе кода и открыть код непосредственно в VS Code в Интернете одним щелчком мыши — установка или учетная запись Azure не требуются. Напишите собственный Q# код, используйте встроенные примеры или предложите Copilot в Azure Quantum создать Q# код. Дополнительные сведения см. в статье Изучение Azure Quantum.

Портал Azure Quantum

Портал Azure Quantum предоставляет среду разработки без установки, в которой можно создавать, передавать, хранить и запускать квантовый код в Jupyter Notebook на квантовом симуляторе или квантовом оборудованииtargets. Коллекция примеров записных книжек Jupyter Notebook позволяет приступить к квантовому программированию в Q#, Python и запуску цепей Qiskit и Cirq. На портале можно также управлять квантовыми рабочими областями, заданиями, действиями, кредитами и использованием, а также контролем доступа. Чтобы приступить к работе, см. статью Создание рабочей области Azure Quantum.

Совет

Первые пользователи автоматически получают бесплатные кредиты Azure Quantum в размере 500 долл. США для использования с каждым участвующим поставщиком квантового оборудования. Если вы используете все кредиты и вам потребуются дополнительные, вы можете подать заявку на участие в программе кредитов Azure Quantum.

Visual Studio Code

Современное расширение QDK VS Code — это последняя версия средств разработки Q# для языка и квантовых вычислений. Благодаря меньшему объему памяти и более высокой производительности он обеспечивает упрощенную установку, улучшения языка, встроенную поддержку Python, Jupyter Notebook и Qiskit, интегрированное подключение Azure для отправки заданий на квантовое оборудование, поддержку отладчика, а также улучшенную подсветку синтаксиса и сообщения об ошибках. Современный QDK не зависит от платформы и работает в Windows, Mac, Linux и Интернете. Сведения о настройке см. в разделе Установка современного QDK.

Visual Studio Code в Интернете

VS Code в Интернете — это бесплатный ресурс, который обеспечивает ту же производительность, возможности подключения Azure и Q# языковые функции (такие как выделение синтаксиса, IntelliSense и отладка), что и установленная версия VS Code, за исключением некоторых расширенных функций (дополнительные сведения см. в таблице сравнения ). vscode.dev/quantum предлагает предварительно настроенную квантовую среду, а vscode.dev/quantum/playground/ — предварительно настроенную квантовую среду, пример кода и учебное содержимое, чтобы вы были готовы к работе.

Примечание

Если на компьютере уже настроена среда Python и Jupyter Notebook, вы можете подключиться к серверу Jupyter из VS Code в Интернете и запустить Q# записные книжки. Дополнительные сведения см. в статье Подключение к удаленному серверу Jupyter из vscode.dev.

Установка современного QDK в VS Code

Примечание

Чтобы избежать возможных конфликтов версии пакета, следуйте инструкциям по удалению в шаге 2.

Чтобы установить современный QDK, выполните следующие действия.

  1. В VS Code отключите или удалите расширение Майкрософт Quantum Development Kit .
  2. Выполнить python -m pip uninstall qsharp qsharp-core qsharp-chemistry azure-quantum
  3. При необходимости установите последнюю версию VS Code или откройте VS Code в Интернете.
  4. Установите расширение Azure Quantum Development Kit .

Вот и все. Теперь вы можете писать, отлаживать и запускать Q# программы во встроенном квантовом симуляторе или, если у вас уже есть учетная запись Azure, подключать и отправлять Q# программы к квантовому оборудованию из VS Code.

Сведения о тестировании настройки см. в статье Отправка Q# заданий в Azure Quantum.

Добавлена поддержка Python и Записных книжек Jupyter Notebook

Благодаря поддержке Python вы можете внедрять или вызывать Q# код из программ Python или записных книжек Jupyter Notebook и запускать их во встроенном квантовом симуляторе, а также подключаться к рабочей области Azure и отправлять задания на квантовое оборудование из VS Code.

Предварительные требования

  • Среда Python (3.9 или более поздней версии, рекомендуется 3.11) с установленными Python и Pip .
  • VS Code с установленным расширением Modern QDK.

Чтобы добавить поддержку Python и Jupyter Notebook, выполните следующие действия.

  1. Установите расширения Python и Jupyter для VS Code.

  2. qsharp Установите пакеты и azure-quantum :

    python -m pip install qsharp azure-quantum

  3. Для поддержки Qiskit или Cirq установите azure-quantum с помощью параметров [qiskit] или [cirq]:

    Важно!

    Если вы обновляете предыдущую среду Qiskit, см. статью Обновление пакета azure-quantum с поддержкой Qiskit.

    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. Установите необязательные пакеты Python, которые могут потребоваться для отображения результатов и работы в Записных книжках Jupyter Notebook:

    python -m pip install ipykernel ipympl jupyterlab

Чтобы протестировать настройку, см. статью Отправка Q# заданий с помощью Python или Отправка Q# заданий с помощью Записных книжек Jupyter Notebook.

Добавлена поддержка Azure CLI.

Azure CLI — это необязательный метод отправки квантовых заданий с помощью окна терминала в VS Code.

  1. Установка Azure CLI.

  2. Установите последнее расширение Azure CLI quantum . Откройте командную строку и выполните следующую команду:

    az extension add \
    --upgrade \
    -n quantum

Сведения о тестировании настройки см. в статье Отправка Q# заданий в Azure Quantum.

Совместимость с классическим QDK

Дополнительные сведения см. в статье Новые возможности современного QDK.

  • Современный QDK не полностью совместим с предыдущим классическим QDK. Не все API были перенесены, и существующие файлы проекта не распознаются. Текущие программы и проекты могут потребовать значительных изменений и обновлений. Дополнительные сведения см. в разделах Перенос кода в современный QDK и Новые возможности современного QDK.
  • Современное расширение QDK и предыдущее классическое расширение QDK можно установить в VS Code одновременно, но их нельзя включить одновременно. Если вы работаете исключительно с современным QDK или если вашим программам требуются функции, которые еще не поддерживаются в современном QDK (например, гибридные квантовые вычисления), включите только одно расширение за раз. Дополнительные сведения см. в разделе Продолжение работы в классическом QDK.
  • Веб-сайт Azure Quantum и среды портала Azure Quantum используют только современный QDK.

Продолжить работу в классическом QDK

Некоторые функции, такие как гибридные вычисления, пока не поддерживаются в современном QDK. Чтобы продолжить использовать классическую среду QDK для этой функции, выполните указанные ниже действия.

  1. Если вы установили любой из современных компонентов QDK:
    1. В VS Code отключите или удалите расширение Azure Quantum Development Kit .
    2. Выполнить python -m pip uninstall qsharp
  2. В VS Code включите или установите расширение Майкрософт Quantum Development Kit .
  3. Выполните команду python -m pip install qsharp<1.0.

См. также

На портале Azure: