Azure nedir Q#Quantum Development Kit?

Azure (Modern QDK), Azure Quantum Development Kit Quantum hizmetiyle arabirim oluşturması için gereken SDK'dır. Quantum Development Kitile Azure Quantum'da kuantum donanımı üzerinde çalışan kuantum programları oluşturabilirsiniz.

Not

Microsoft Quantum Development Kit (Klasik QDK) artık 30 Haziran 2024'dan sonra desteklenmeyecektir. Mevcut bir QDK geliştiricisiyseniz kuantum çözümleri geliştirmeye devam etmek için yeni Azure'a Quantum Development Kit (Modern QDK) geçmenizi öneririz. Daha fazla bilgi için bkz. Kodunuzu Modern QDK'ye geçirmeQ#.

Modern QDK, Fault-Tolerant Quantum Computing (FTQC) için hazır olan tek geliştirme setidir. Modern QDK ile şunları yapabilirsiniz:

• Kodunuzda hata ayıklama: Klasik ve kuantum kodunda adım adım ilerleyebilen bir kuantum bilgi işlem hata ayıklayıcısı sunar. Seyrek bellek içi simülatörüyle eşleştirildiğinde binlerce mantıksal kubitin hızlı benzetimini sağlar.

• Platformunuzu seçin: Modern QDK, web tarayıcınızda yükleme gerektirmeden ve PC, Mac veya Linux makinenizde VS Code uzantısıyla çalışır.

• Kodunuzu daha hızlı yazın: IntelliSense ile söz dizimi vurgulama ve akıllı kod tamamlama ve Copilot destekli kod bloklarının tamamını yazma.

• Seçtiğiniz donanımda komutunu çalıştırın: QDK, algoritmalarınızı çok çeşitli kuantum bilgisayarlarda ve simülatörlerde çalıştırmak için Azure Quantum ile sorunsuz bir şekilde tümleştirilir.

• FTQC için tasarım: Son teknoloji Azure Quantum Kaynak Tahmin Aracı ile eşleştirilmiş olan bu dil, kuantum bilişimi Q#için özel olarak tasarlanmış bir dil sağlar ve kubit mimarilerini düşünmenizi, donanımı soyutlamanızı ve klasik ve kuantum hesaplamalarını birleştirerek, kullandığınız kuantum makinesi tarafından gerçekleştirilen klasik ve kuantum hesaplamalarını karıştırmanızı targetsağlar.

İpucu

Kuantum bilişimi yolculuğunuzu hızlandırmak istiyorsanız Azure Quantum web sitesinin benzersiz bir özelliği olan Azure Quantum ile kod bölümüne göz atın. Burada yerleşik Q# örnekleri veya kendi Q# programlarınızı çalıştırabilir, istemlerinizden yeni Q# kod oluşturabilir, kodunuzu tek tıklamayla Web için VS Code'da açıp çalıştırabilir ve Copilot'a kuantum bilişimi hakkında herhangi bir soru sorabilirsiniz.

Kuantum programlama dili Q#

Modern QDK, kuantum programları oluşturmak için çalışmanızı algoritma düzeyinde odaklamanıza olanak tanıyan yüksek düzey, açık kaynak bir programlama dili olan kuantum programlama dilini Q#içerir.

Q# kuantum algoritmaları geliştirmeye ve çalıştırmaya yönelik açık kaynak, üst düzey bir programlama dilidir. (QDK) öğesinin Quantum Development Kit bir parçasıdır ve donanımdan bağımsız olacak, kuantum uygulamalarının tam aralığına ölçeklendirilecek ve yürütmeyi iyileştirecek şekilde tasarlanmıştır.

Programlama dili olarak Python, Q# C#ve F# ile tanıdık öğeler çizer ve döngüler, if/then deyimleri ve yaygın veri türleriyle program yazmak için temel yordam modelini destekler. Ayrıca kuantum ve klasik hesaplamaların tümleştirilmesine olanak tanıyan repeat-until-success gibi kuantuma özgü yeni veri yapıları ve işlemleri de tanıtıyor. Örneğin, klasik bir programın akış denetimi, kuantum ölçümünün sonucuna bağlı olabilir.

Algoritma yazarken, kuantum programlama dili dil, derleyici ve çalışma zamanı için aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:

• Soyut kubitler. Kuantum algoritmaları, belirli bir donanıma veya düzene bağlı olmayan kubitleri kullanır. Derleyici ve çalışma zamanı, program kubitlerinden fiziksel kubitlere eşlemeyi işler.
• Kuantum ve klasik hesaplama. Klasik ve kuantum hesaplamaları gerçekleştirebilme özelliği, evrensel bir kuantum bilgisayarda çok önemlidir.
• Fizik yasalarına saygı. Kuantum algoritmaları, kuantum fiziği kurallarını izler. Örneğin, kubit durumunu doğrudan kopyalayamaz veya erişemezler.

Daha fazla bilgi için bkz Q# . kuantum programlama dili kullanıcı kılavuzu.

Azure'ı kullanmaya başlama Quantum Development Kit

Kuantum programlamaya başlamanın birden fazla yolu vardır. İhtiyaçlarınıza en uygun seçeneği belirleyebilirsiniz.

İpucu

İlk kez kullanan kullanıcılar, katılan her kuantum donanım sağlayıcısıyla kullanılmak üzere otomatik olarak ücretsiz 500 ABD Doları (USD)Azure Quantum Kredisi alır. Tüm kredileri kullandıysanız ve daha fazlasına ihtiyacınız varsa Azure Quantum Kredileri programına başvurabilirsiniz.

Azure Quantum web sitesi

Azure Quantum web sitesi, kuantum programlamaya başlamanın en kolay yoludur. Azure Quantum web sitesindeki çevrimiçi kod düzenleyicisiyle tarayıcınızda kurulum gerektirmeden kod çalıştırabilir Q# ve Copilot'dan yardım isteyebilirsiniz. Çevrimiçi kod düzenleyicisine tek tıklamayla kodunuzu web üzerinde VS Code'da açabilir ve önceden yapılandırılmış bir kuantum ortamında ücretsiz olarak çalışmaya devam edebilirsiniz.

Not

Azure Quantum web sitesi ücretsizdir ve Azure hesabı gerektirmez.

Azure Quantum portalındaki örnekler

Ek yazılım yüklemeden programlarınızı Q# pratik yapmaya ve yazmaya başlamak istiyorsanız, Azure portal Azure Quantum çalışma alanınızda bulunan barındırılan Jupyter Notebook'ları kullanabilirsiniz. Örnek galeri, açıklamalı not defteri örneklerinden oluşan bir koleksiyon içerir. Keşfetmek istediğiniz örneği seçin ve bulut tabanlı simülatörlerde veya gerçek kuantum bilgisayarlarda çalıştırın.

Not

Barındırılan Jupyter Not Defterlerini kullanmak için bir Azure hesabınız olmalıdır. Azure hesabınız yoksa ücretsiz olarak bir hesap oluşturabilirsiniz.

Yerel geliştirme ortamı

Yerel geliştirme ortamını tercih ediyorsanız, Visual Studio Code için Modern QDK uzantısını yükleyebilirsiniz. Modern QDK uzantısı, için Q#söz dizimi vurgulama, gerçek zamanlı kodlama geri bildirimi ve hata ayıklama gibi tam özellikli bir geliştirme ortamı sağlar.

Modern QDK uzantısını kullanmaya başlamak için aşağıdaki Öğreticiye bakın.

İpucu

Modern QDK, ve kuantum bilişimi hakkında Q# daha fazla bilgi edinmek için kullanabileceğiniz bir dizi yerleşik Q# örnek içerir. Örnekleri görüntülemek için yeni Q# bir dosya açın ve yazın sample, ardından seçenekler listesinden görüntülemek istediğiniz örneği seçin.

Kuantum geliştirme iş akışı

Aşağıdaki diyagramda, bir kuantum programının fikir aşamasından Azure Quantum'da uygulamayı tamamlamaya kadar uzanan aşamaları ve her aşama için sunulan araçlar gösterilmektedir.

Geliştirme ortamınızı seçin

Kuantum programlarınızı tercih ettiğiniz geliştirme ortamında çalıştırın. Azure Quantum web sitesindeki çevrimiçi kod düzenleyicisini, Azure portal Azure Quantum çalışma alanınızda bulunan barındırılan Jupyter Not Defterlerini veya kendi yerel geliştirme ortamınızı kullanabilirsiniz.

Kuantum programınızı yazma

QDK, hem için hem de Qiskit ve kuantum bilişimi için Cirq dilleri için destek Q#sunar.

Başlamak için öğreticileri izleyebilir Q# ve süper pozisyon, dolanıklık, Grover kuantum algoritması ve diğer kuantum olayları gibi kuantum kavramlarını keşfedebilirsiniz.

Python ile tümleştirme

QDK, programları Python ile tümleştirmenize Q# olanak tanır. İşlemleri çağırmak Q# için bir Python programı kullanabilirsiniz.

Kaynak tahmini

Kuantum donanımında çalıştırmadan önce, programınızın mevcut donanımda çalışıp çalışamayacağını ve kaç kaynak tüketeceğini belirlemeniz gerekir.

Azure Quantum Kaynak Tahmin Aracı mimari kararları değerlendirmenize, kubit teknolojilerini karşılaştırmanıza ve belirli bir kuantum algoritmasını yürütmek için gereken kaynakları belirlemenize olanak tanır. Önceden tanımlanmış hataya dayanıklı protokoller arasından seçim yapabilir ve temel alınan fiziksel kubit modelinin varsayımlarını belirtebilirsiniz.

Daha fazla bilgi için bkz. İlk kaynak tahmininizi çalıştırma.

Not

Azure Quantum Resources Estimator ücretsizdir ve Azure hesabı gerektirmez.

Simülatörde program çalıştırma

Bir kuantum programını derleyip çalıştırdığınızda, QDK kuantum simülatörünün bir örneğini oluşturur ve kodu buna geçirir Q# . Simülatör, Q# kodunu kullanarak kubitler (kuantum parçacıklarının simülasyonları) oluşturur ve bu kubitlerin durumlarını değiştirmek için dönüştürme işlemleri uygular. Ardından simülatördeki kuantum işlemlerinin sonuçları programa döndürülür. Q# kodunu simülatörde yalıtmak, algoritmaların kuantum fiziği yasalarını izlemesini ve kuantum bilgisayarlarda doğru şekilde çalışmasını sağlar.

İşleri Azure Quantum hizmetine gönderme

Tercih ettiğiniz geliştirme ortamı aracılığıyla hem yerel hem de çevrimiçi olarak programlarınızı Q# (iş olarak da bilinir) Azure Quantum'a gönderebilirsiniz. Daha fazla bilgi için bkz. İşleri göndermeQ#. Ayrıca Qiskit ve Cirq dillerinde yazılmış kuantum devrelerini çalıştırabilir ve gönderebilirsiniz.

Azure Quantum, bugün sektör liderlerinin sunduğu en etkileyici ve çeşitli kuantum donanımlarından bazılarını sunar. Desteklenen donanım sağlayıcılarının geçerli listesi için bkz . Kuantum bilgi işlem sağlayıcıları.

Not

Bulut tabanlı Quantinuum H Serisi Öykünücüsütarget , Azure hesabı olmadan kullanılabilir. Azure Quantum sağlayıcılarının geri kalanına iş göndermek için bir Azure hesabına ve kuantum çalışma alanına ihtiyacınız vardır. Kuantum çalışma alanınız yoksa bkz. Azure Quantum çalışma alanı oluşturma.

Aşağıdaki diyagramda, işinizi gönderdikten sonra temel iş akışı gösterilmektedir:

İlgili içerik

Daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız Quantum Katas , ortak kuantum işlemleri ve kubitleri işleme gibi kuantum bilişim kavramlarına iyi bir giriş sağlar.

• Hızlı Başlangıçlar
• Kuantum bilişimini anlama
• Q# Kullanıcı Kılavuzu
• Kuantum bilişimi için doğrusal cebir