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Azure Quantum Development Kit (新式 QDK) 入门
了解可用于使用 Azure Quantum 服务开发量子计算的不同环境选项。 每个环境都使用 Azure Quantum Development Kit (新式 QDK) ,这是一组开放源代码的工具,包括量子编程语言Q#和随附的库。 借助 QDK,可以使用不同的 IDE 和语言开发量子计算应用程序,并使用 Azure Quantum 在量子模拟器或量子硬件上运行它们。
运行量子程序
Azure Quantum 提供了多个环境来开始探索量子编程。
Azure Quantum 网站 | Visual Studio Code (Web) | Azure 门户 | Visual Studio Code | |
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内置 Q# 支持 * | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
Jupyter 笔记本 | ✔ | ✔ | ✔ | |
资源估算器 | ✔ | ✔ | ✔ | |
QPU 访问 | ✔ 使用 Azure 订阅) ( |
✔ 使用 Azure 订阅) ( |
✔ 使用 Azure 订阅) ( |
|
Python 支持 | ✔ | ✔ | ||
Qiskit 和 Cirq 支持 | ✔ | ✔ | ||
集成混合 | ✔ 使用经典 QDK) ( |
|||
本地设置 | ✔ |
* VS Code 和 VS Code (Web) 提供丰富的 Q# 语言支持,例如 IntelliSense 和调试。
Azure Quantum 网站
在 Azure Quantum 网站上,可以直接在浏览器中的联机代码编辑器中编写和运行 Q# 代码,只需单击一下即可直接在 VS Code 网页版中 打开代码- 无需安装或 Azure 帐户。 编写自己的 Q# 代码、使用内置示例,或提示 Azure Quantum 中的 Copilot 创建 Q# 代码。 有关详细信息,请参阅 探索 Azure Quantum。
Azure Quantum 门户
Azure Quantum 门户提供了一个无需安装的开发环境,可在其中在量子模拟器或量子硬件 targets上的 Jupyter Notebooks 中创建、上传、存储和运行量子代码。 提供了一个示例 Jupyter Notebook 库,可帮助你开始使用 、Python 以及运行 Qiskit 和 Cirq 线路的 Q#量子编程。 在门户中,还可以管理量子工作区、作业、活动、额度和使用情况以及访问控制。 若要开始,请参阅 创建 Azure Quantum 工作区。
提示
首次用户会自动获得 500 美元 (美元的免费) Azure Quantum 额度 ,以便与每个参与的量子硬件提供商一起使用。 如果你已用完所有额度,且需要更多额度,可以申请 Azure Quantum 额度计划。
Visual Studio Code
新式 QDK VS Code 扩展是最新版本的语言 Q# 和量子开发工具。 它占用空间更小,性能更快,具有简化的安装、语言改进、集成的 Python、Jupyter Notebook和 Qiskit 支持、用于将作业提交到量子硬件的集成 Azure 连接、调试器支持以及改进的语法突出显示和错误消息。 新式 QDK 独立于平台,在 Windows、Mac、Linux 和 Web 上运行。 有关设置的信息,请参阅 安装新式 QDK。
Web 上的Visual Studio Code
VS Code 网页 版是一种免费资源, (语法突出显示、IntelliSense 和调试) 与已安装的 VS Code 版本一样,提供相同的性能、Azure 连接性和 Q# 语言功能,减去部分扩展功能, (请参阅 比较表 了解详细信息) 。 vscode.dev/quantum 提供预配置的量子环境, vscode.dev/quantum/playground/ 提供预配置的量子环境、示例代码和学习内容,以帮助你启动和运行。
注意
如果已在计算机上配置了 Python 和Jupyter Notebook环境,则可以从 Web 上的 VS Code 连接到 Jupyter 服务器并运行Q#笔记本。 有关详细信息,请参阅 从 vscode.dev 连接到远程 Jupyter 服务器。
在 VS Code 上安装新式 QDK
注意
若要避免可能的包版本冲突,请务必按照步骤 2 中的卸载说明进行操作。
安装新式 QDK:
- 在 VS Code 中,禁用或卸载 Microsoft Quantum Development Kit 扩展。
- 运行
python -m pip uninstall qsharp qsharp-core qsharp-chemistry azure-quantum
- 如果需要,请安装最新版本的 VS Code 或在 Web 上打开 VS Code。
- 安装 Azure Quantum Development Kit 扩展。
就这么简单。 现在可以针对内置量子模拟器编写、调试和运行 Q# 程序,或者如果已有 Azure 帐户,请从 VS Code 将程序连接并提交 Q# 到量子硬件。
若要测试设置,请参阅 将作业提交 Q# 到 Azure Quantum
添加对 Python 和 Jupyter Notebook 的支持
添加 Python 支持后,可以从 Python 程序或 Jupyter Notebook 中嵌入或调用 Q# 代码,并在内置量子模拟器上运行这些代码,或者连接到 Azure 工作区并将作业提交到量子硬件(全部通过 VS Code 完成)。
先决条件
- 建议使用已安装 Python 和 Pip 的 Python 环境 (3.9 或更高版本 3.11) 。
- 安装了新式 QDK 扩展的 VS Code。
若要添加 Python 和Jupyter Notebook支持,请执行以下操作:
qsharp
安装 和azure-quantum
包:python -m pip install qsharp azure-quantum
对于 Qiskit 或 Cirq 支持,请使用 [qiskit] 或 [cirq] 参数进行安装
azure-quantum
:重要
如果要从以前的 Qiskit 环境进行更新,请参阅 使用 Qiskit 支持更新 azure-quantum 包。
python -m pip install azure-quantum[qiskit] or python -m pip install azure-quantum[cirq] or python -m pip install azure-quantum[qiskit, cirq]
安装可选的 Python 包,可能需要在 Jupyter Notebooks 中显示结果和工作:
python -m pip install ipykernel ipympl jupyterlab
若要测试设置,请参阅 使用 Python 提交 Q# 作业 或使用 Jupyter Notebook 提交 Q# 作业。
添加对 Azure CLI 的支持
Azure CLI 是一种可选方法,用于在 VS Code 中使用终端窗口提交量子作业。
安装 Azure CLI。
安装最新的 Azure CLI
quantum
扩展。 打开一个命令提示符并运行以下命令:az extension add \ --upgrade \ -n quantum
若要测试设置,请参阅 将作业提交 Q# 到 Azure Quantum。
与经典 QDK 的兼容性
有关详细信息,请参阅 新式 QDK 中的新增功能。
- 新式 QDK 与以前的经典 QDK 不完全向后兼容。 并非所有 API 都已移植,并且无法识别现有项目文件。 当前的计划和项目可能需要重大更改和更新。 有关详细信息,请参阅 将代码迁移到新式 QDK 和新 式 QDK 中的新增功能。
- 新式 QDK 扩展和以前的经典 QDK 扩展可以同时安装在 VS Code 中,但两者不能同时启用。 如果仅使用新式 QDK,或者程序需要新式 QDK (尚不支持的功能(例如混合量子计算) ),则一次仅启用一个扩展。 有关详细信息,请参阅 继续使用经典 QDK。
- Azure Quantum 网站和 Azure Quantum 门户环境仅使用新式 QDK。
继续使用经典 QDK
新式 QDK 尚不支持某些功能,例如混合计算。 若要继续使用经典 QDK 环境实现此功能,请执行以下操作:
- 如果已安装任何新式 QDK 组件:
- 在 VS Code 中,禁用或卸载 Azure Quantum Development Kit 扩展。
- 运行
python -m pip uninstall qsharp
- 在 VS Code 中,启用或安装 Microsoft Quantum Development Kit 扩展。
- 运行
python -m pip install qsharp<1.0
。
相关内容
使用 Azure 门户:
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