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Azure Quantum es el servicio de computación cuántica en la nube de MicrosoftAzure. Azure Quantum proporciona una ruta de acceso abierta, flexible y a prueba de futuro a la computación cuántica que se adapta a su manera de trabajar.
Azure Quantum ofrece una gama de soluciones de computación cuántica, incluido el hardware cuántico de proveedores líderes del sector, software cuántico y servicios cuánticos. Con Azure Quantum, puede ejecutar programas cuánticos en hardware cuántico real, simular algoritmos cuánticos y calcular los recursos necesarios para ejecutar los programas cuánticos en máquinas cuánticas escaladas futuras.
Para más información sobre cómo puede usar la computación cuántica y los algoritmos cuánticos, consulte ¿Qué es la computación cuántica?
Cómo comenzar con Azure Quantum
Para usar Azure Quantum, debe tener una cuenta de Azure y un área de trabajo Azure Quantum. Para desarrollar programas cuánticos y enviar trabajos para ejecutar sus programas en Azure Quantum, utilice el Microsoft Quantum Development Kit (QDK).
Para obtener una Azure cuenta, regístrese gratis y suscríbase a una suscripción de pago por uso. Si es estudiante, puede aprovechar una cuenta gratuita Azure para los alumnos.
Nota:
No es necesario tener una cuenta de Azure para usar el QDK.
El Microsoft sitio web de Quantum
El sitio web de Microsoft Quantum es un recurso central donde puede explorar la computación cuántica en Microsoft. Puede obtener las últimas noticias e información de Microsoft Quantum. Puede aprender de expertos y entusiastas a través de blogs, artículos y vídeos.
No necesita una cuenta de Azure para acceder a los recursos e información del sitio web de Microsoft Quantum.
El Microsoft Quantum Development Kit
El Microsoft Quantum Development Kit (QDK) es un kit de desarrollo de software diseñado específicamente para el desarrollo cuántico. Con el QDK, puede escribir programas en diferentes lenguajes de programación cuántica, depurar el código, visualizar los circuitos cuánticos y los resultados, y enviar trabajos a proveedores de hardware cuántico en Azure Quantum. El QDK admite Microsoftel lenguaje de programación Q#, junto con otros lenguajes como Qiskit, Cirq y OpenQASM.
El QDK es gratuito y de código abierto. Para empezar, instale la extensión QDK en Visual Studio Code (VS Code) o instale el paquete de Python QDK. Para obtener más información, consulte Configurar Microsoft Quantum Development Kit.
Nota:
Para ejecutar programas en Azure Quantum, debes tener un espacio de trabajo de Azure Quantum. Para obtener más información, consulte Creación de un Azure Quantum área de trabajo.
El Azure portal
Si tiene una cuenta Azure, use el portal Azure para crear un espacio de trabajo Azure Quantum. Un Azure Quantum área de trabajo es una colección de recursos asociados a la ejecución de programas cuánticos. Para obtener más información, consulte Creación de un Azure Quantum área de trabajo.
Con el Azure portal, puede enviar sus programas cuánticos para ejecución en hardware cuántico real, administrar su Azure Quantum espacio de trabajo, ver información sobre sus trabajos cuánticos y supervisar sus programas cuánticos.
¿Qué es Q#?
Q# es un lenguaje de programación cuántico de código abierto creado por Microsoft para desarrollar y ejecutar los programas cuánticos.
Puede pensar en un programa cuántico como un conjunto de subrutinas clásicas que interactúan con un sistema cuántico para realizar un cálculo. Un programa de Q# no modela directamente el estado cuántico, sino que describe cómo interactúa un equipo de control clásico con cúbits. Q# es independiente del hardware, por lo que no es necesario tener en cuenta las tecnologías de cúbit reales al escribir programas de Q#. El código de Q# se puede ejecutar en cualquier tecnología de hardware cuántico.
Q# es un lenguaje independiente que ofrece un alto nivel de abstracción. No hay ninguna noción de un estado cuántico o circuito. En su lugar, Q# implementa programas en términos de instrucciones y expresiones, como lenguajes de programación clásicos, como Python. Puede integrar sin problemas estructuras de computación clásica y cuántica en el código de Q#.
Para obtener más información, vea Introducción a Q#. Para empezar a escribir código de Q#, consulte Creación del primer programa de Q#.
¿Qué puedo hacer con Azure Quantum?
Azure Quantum ofrece una amplia gama de servicios y herramientas para ayudarle a desarrollar soluciones cuánticas.
Para obtener la información más reciente sobre Microsoftla investigación de la computación cuántica, consulte la Microsoft página Investigación de computación cuántica .
Computación cuántica híbrida
La computación cuántica híbrida hace referencia a los procesos y la arquitectura de un equipo clásico y un equipo cuántico que trabaja conjuntamente para resolver un problema. Con la última generación de arquitectura de equipo cuántico híbrido disponible en Azure Quantum, puede empezar a trabajar con un enfoque híbrido clásico-cuántico para la programación.
Para más información, consulte ¿Qué es la computación cuántica híbrida?
Estimación de recursos en la computación cuántica
En la computación cuántica, la estimación de recursos es una técnica para comprender los recursos necesarios para ejecutar un algoritmo en un equipo cuántico. Cuando comprenda los requisitos de recursos para ejecutar los programas en diferentes tipos de hardware cuántico, puede preparar y refinar las soluciones cuánticas para que se ejecuten en máquinas cuánticas a escala futuras. Por ejemplo, la estimación de recursos puede ayudarle a determinar la viabilidad de interrumpir un algoritmo de cifrado determinado en un tipo específico de equipo cuántico.
El Microsoft estimador de recursos cuánticos permite evaluar decisiones arquitectónicas, comparar tecnologías de cúbits y determinar los recursos que necesita para ejecutar un algoritmo cuántico específico. Puede elegir entre protocolos predefinidos de tolerancia a errores o diseñar sus propios modelos. El estimador de recursos calcula las estimaciones de recursos físicos posteriores al diseño a partir de un conjunto de entradas, como el presupuesto de errores y los modelos de la aplicación cuántica, la arquitectura de hardware y el código de corrección de errores cuánticos (QEC).
Para empezar, consulte Instalación y uso del Microsoft estimador de recursos de Quantum.
Simulaciones de química cuántica con Azure Quantum y el QDK
Puede pensar en la mecánica cuántica como el sistema operativo subyacente de nuestro universo que describe cómo se comportan los bloques de creación fundamentales de la naturaleza. Las reacciones químicas, los procesos celulares y las propiedades materiales son toda mecánica cuántica por naturaleza, y a menudo implican interacciones entre un gran número de partículas cuánticas. Los equipos cuánticos prometen simular sistemas mecánicos cuánticos, como moléculas, ya que los cúbits se pueden usar para representar los estados cuánticos naturales en estos sistemas. Entre los ejemplos de sistemas cuánticos que los cúbits pueden modelar se incluyen fotosynthesis, superconductividad y formaciones moleculares complejas.
El QDK y Azure Quantum están diseñados específicamente para acelerar el descubrimiento científico. Reinventa la productividad de investigación y desarrollo con flujos de trabajo de simulación optimizados para el escalado en Azure clústeres de computación de alto rendimiento (HPC), computación acelerada por inteligencia artificial, integración con herramientas cuánticas y hardware cuántico, y acceso futuro a la supercomputadora cuántica de Microsoft.
Para obtener más información, consulte Desbloquear el poder de Azure para Dinámica Molecular.
Velocidad cuántica
Los equipos cuánticos hacen excepcionalmente bien con problemas que requieren cálculos de un gran número de combinaciones posibles. Estos tipos de problemas se pueden encontrar en muchas áreas, como simulación cuántica, criptografía, aprendizaje automático cuántico y problemas de búsqueda.
Uno de los objetivos de la investigación de computación cuántica es estudiar los tipos de problemas que un equipo cuántico puede resolver más rápido que un equipo clásico y cuanto más rápido. Un ejemplo conocido es el algoritmo de Grover, que produce una velocidad polinómica sobre los algoritmos clásicos.
El algoritmo de Grover acelera la solución a las búsquedas de datos no estructurados mediante la ejecución de la búsqueda en menos pasos que cualquier algoritmo clásico. En general, los problemas que permiten comprobar si un valor determinado es una solución válida (un "sí o ningún problema") se pueden formular en términos del problema de búsqueda.
Para obtener una implementación del algoritmo de Grover, consulte Tutorial: Implementación del algoritmo de búsqueda de Grover en Q#.
Proveedores cuánticos disponibles en Azure Quantum
Azure Quantum ofrece algunos de los recursos cuánticos más atractivos y diversos disponibles actualmente por parte de los líderes del sector. Azure Quantum actualmente se asocia con los siguientes proveedores para que pueda ejecutar los programas cuánticos en hardware real o en simuladores de hardware.
Elija el proveedor que mejor se adapte a las características de su problema y sus necesidades.
- IonQ: equipos cuánticos de iones atrapados reconfigurable dinámicamente hasta 36 cúbits totalmente conectados, que permiten ejecutar una puerta de dos cúbits entre cualquier par.
- Pasqal: procesadores cuánticos neutros basados en átomos que funcionan a temperatura ambiente, con tiempos de coherencia largos e impresionante conectividad de cúbits.
- Quantinuum: sistemas de iones atrapados con alta fidelidad, cúbits totalmente conectados, tasas de error bajas, reutilización de cúbits y la capacidad de realizar mediciones de circuitos intermedios.
- Rigetti: con tecnología de procesadores cuánticos basados en cúbits superconductores, estos sistemas ofrecen tiempos de puerta rápidos, lógica condicional de baja latencia y tiempos de ejecución rápidos del programa.
Para obtener más información sobre las especificaciones de cada proveedor, consulte la lista completa de
Para obtener información sobre el costo del trabajo, consulte Precios en Azure Quantum y preguntas más frecuentes: Descripción de los costos y la facturación de trabajos en Azure Quantum.
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