Integratie van kwantumcomputing met klassieke apps

Azure Quantum

Sommige rekenkundige problemen zijn onpraktisch of ontraceerbaar om op te lossen op klassieke computers, zelfs op grote supercomputers. Voor sommige van deze problemen kan een kwantumalgoritme een oplossing bereiken met veel minder resources dan de bekendste klassieke benadering. Een kwantumcomputer maakt gebruik van kwantummechanische effecten, zoals superpositie en verstrengeling, om informatie weer te geven en te verwerken op manieren die een klassieke computer niet kan.

Kwantumprogramma's worden uitgevoerd op kwantumproviders waartoe u toegang krijgt door jobs in te dienen. Kwantumdoelen maken verschillende doelprofielen beschikbaar. Sommige profielen staan alleen kwantumbewerkingen toe en de klassieke logica die u erop kunt uitvoeren, is beperkt. Met andere profielen kunnen kwantum- en klassieke bewerkingen samen worden uitgevoerd op de provider.

Ongeacht het doelprofiel verwerken klassieke rekenonderdelen de omringende toepassingsintegratie. Zelfs wanneer een kwantumdoel klassieke bewerkingen accepteert, bereikt u het doel door een taak in te dienen en te wachten op de resultaten. In dit artikel worden twee indelingsmodellen beschreven en vergeleken voor het integreren van kwantumwerk met klassieke toepassingen.

In de praktijk is het uitvoeren van een kwantumprogramma een service-aanroep. Uw klassieke toepassing of clientcode verzendt een taak naar een doel, wacht tot deze is uitgevoerd en haalt de resultaten op. Een of meer klassieke rekenonderdelen organiseren elke kwantumtaak door de volgende activiteiten uit te voeren:

  • Invoergegevens voorbereiden
  • Kwantumcomputingstaken verzenden naar een doel quantumomgeving
  • Taakuitvoering bewaken
  • Resultaten van naverwerkingstaak

Kwantumintegratiemodellen

U integreert kwantumwerk met een klassieke toepassing met behulp van een van de twee indelingspatronen:

  • Directe kwantumintegratie. Een clienttoepassing of lichtgewicht klassieke harnas communiceert rechtstreeks met de Azure Quantum werkruimte. De client is eigenaar van invoervoorbereiding, taakinzending, bewaking, resultaatafhandeling en de klassieke logica die de kwantumuitvoering omringt.

  • Kwantumintegratie met werkstroomindeling. Een workflow-orchestrator beheert de volledige status en overgangen. Kwantumverwerking vindt plaats in workflowstappen die naast stappen worden uitgevoerd die op high-performance computing (HPC) of GPU-berekeningen draaien.

Voor een bepaalde toepassingsintegratiegrens zijn deze patronen alternatieven. Ofwel integreert de client rechtstreeks met de werkruimte, of een bredere workflow omvat de quantumstap. In dit artikel wordt de implementatie van elk patroon beschreven.

Note

De architecturen in dit artikel voeren een deel van een rekentaak uit op een kwantumdoel. Voor sommige rekenproblemen zijn bestaande services die zijn gebouwd om high-performance computing uit te voeren of AI-functionaliteit te bieden mogelijk alternatieven.

De integratiekeuze is onafhankelijk van waar de klassieke berekening wordt uitgevoerd. Afhankelijk van het doelprofiel en de werkbelasting kan klassieke logica worden uitgevoerd in het kwantumprogramma, in het clientharnas tussen kwantumuitvoeringen, in de orchestrator van de werkstroom of in een klassieke werkstroomstap op HPC- of GPU-rekenkracht.

Beslissingsmatrix

Gebruik de volgende beslissingsmatrix om uw keuze aan integratiepatronen te begeleiden:

Als uw workload deze kenmerken heeft Gebruik deze methode
Eén toepassing of lichtgewicht harnas is eigenaar van de volledige levenscyclus van de kwantumtaak en de invoervoorbereiding en resultaatverwerking binnen die client. Directe kwantumintegratie
U verkent de eigenschappen van kwantumhardware met handgeschreven kwantumcode en één toepassing of een kleine set gerelateerde toepassingen verbruikt de resultaten. Directe kwantumintegratie
De klassieke kant is zwaar en gebruikt quantumcomputing als één stap van de vele in een meerfasige pijplijn, waarbij elke fase wordt uitgevoerd op de backend die er het best bij past, zoals HPC, GPU of een quantumdoelplatform. Kwantumintegratie met werkstroomindeling
Kwantumuitvoeringen worden herhaald en het resultaat van een uitvoering genereert het volgende kwantumprogramma of bepaalt de bijbehorende parameters. Kwantumintegratie met werkstroomindeling

Details van het scenario

Beide werkstromen implementeren het Asynchrone Request-Reply patroon en de stappen die zijn gedefinieerd voor de levenscyclus van de Azure Quantum taak.

Kwantumdoelen, met name kwantumhardware, zijn beperkte resources. Azure Quantum wijst deze resources toe via een taakwachtrij. Wanneer u een taak verzendt, voert de taak de wachtrij in voor het doel dat u selecteert en wordt uitgevoerd nadat dat doel de eerdere vermeldingen heeft voltooid. Als u de verwachte wachttijd wilt zien, geeft u de beschikbare doelen weer. Bereken de volledige reactietijd als de wachtrijwachtrij plus de uitvoeringstijd van de taak.

De mogelijkheden van een kwantumdoel variëren ook. Sommige doelen accepteren alleen kwantumbewerkingen, terwijl andere klassieke logica uitvoeren met kwantumbewerkingen in één taak. Dit model ondersteunt algoritmen die tijdens de uitvoering worden aangepast. Voordat u een doel doorvoert, moet u controleren of deze ondersteuning biedt voor de bewerkingen die uw algoritme nodig heeft. Zie Inleiding tot hybride kwantumcomputing voor meer informatie over hoe klassieke en kwantuminstructies samen worden uitgevoerd.

Note

In deze patronen wordt beschreven hoe u kwantumwerk integreert in uw toepassingsarchitectuur. Ze verschillen van Azure Quantum modellen voor hybride computing, waarin wordt beschreven hoe klassieke berekeningen en kwantumberekeningen communiceren binnen kwantumtaken. Doelprofielen beperken wat binnen deze taken kan worden uitgevoerd. Zie Inleiding tot hybride kwantumcomputing voor meer informatie. Integratiepatronen van toepassingen zijn onafhankelijk van gedrag binnen de taak en bepalen of een client of werkstroom de kwantumtaken uitvoert.

Directe kwantumintegratie

In de volgende secties wordt het directe integratiemodel beschreven voor het integreren van kwantumwerk met een klassieke toepassing.

Architectuur

Architectuurdiagram met directe kwantumintegratie, waarbij een klassieke client een taak naar een Azure Quantum werkruimte verzendt.

Download een PowerPoint-bestand van deze architectuur.

Gegevensstroom

De volgende gegevensstroom komt overeen met het voorgaande diagram:

  1. Een aangemelde gebruiker activeert de uitvoering van kwantumtaken via een klassieke clienttoepassing.

  2. De clienttoepassing invoert gegevens in Azure Storage.

  3. De clienttoepassing verzendt de taak naar een Azure Quantum werkruimte, waarbij het uitvoeringsdoel of de doelen worden opgegeven.

    De client identificeert de werkruimte vanuit de configuratie en verifieert de werkruimte met behulp van een Microsoft Entra identiteit. Een client die wordt uitgevoerd op een Azure gehoste resource, kan een beheerde identiteit gebruiken. Een lokale clienttoepassing wordt geverifieerd met een andere Microsoft Entra identiteit, zoals een service-principal of een interactieve gebruikersaanmelding.

  4. Een kwantumprovider voert de taak uit in een doelomgeving.

  5. De clienttoepassing bewaakt de uitvoering van taken door de taakstatus te peilen.

  6. Zodra de kwantumtaak is voltooid, haalt de clienttoepassing het rekenresultaat op uit Storage.

Onderdelen

  • Azure Quantum biedt een werkruimte, toegankelijk vanuit de Azure-portal, voor assets die zijn gekoppeld aan het uitvoeren van kwantumtaken op verschillende doelen. Taken worden uitgevoerd op kwantumsimulators of kwantumhardware, afhankelijk van de provider die u kiest.
  • Microsoft Entra ID coördineert gebruikersverificatie en beschermt de toegang tot de Azure Quantum werkruimte.
  • Opslag biedt opslag voor invoergegevens en resultaten van de kwantumprovider.

Potentiële gebruiksscenario's voor directe integratie

Het directe kwantumintegratiepatroon past bij de volgende gebruiksvoorbeelden:

  • Eén clientapplicatie of een lichtgewicht klassiek framework beheert de volledige levenscyclus van een quantumtaak zonder een overkoepelende workflow.
  • De client kan omringend klassiek werk uitvoeren, zoals invoervoorbereiding en resultaatverwerking.
  • U verkent de eigenschappen van kwantumhardware, zodat u de kwantumcode doorgaans handmatig schrijft in plaats van deze dynamisch te genereren.
  • Het gebruik van de kwantumonderdelen is beperkt tot één toepassing of een kleine set gerelateerde toepassingen.
  • De kwantumtaak vertegenwoordigt een gespecialiseerde oplossing, zoals een moleculaire simulatie, die slechts één gespecialiseerde klassieke toepassing gebruikt.

Door workflows georkestreerde kwantumintegratie

In de volgende secties wordt het model met werkstroomindeling beschreven voor het integreren van kwantumwerk met een klassieke toepassing.

Architectuur

De werkstroomlogica is niet afhankelijk van een specifieke host of provider. In het volgende stroomdiagram ziet u de statusmachine: één invoer, een lus over de stappen en de fasen per stap. De kwantumbranch kan een optionele fase voor het genereren en optimaliseren van programma's bevatten die niet worden gebruikt in klassieke stappen.

Stroomdiagram van een door een workflow georkestreerde statusmachine voor kwantumintegratie met een lus over de stappen, met invoervoorbereiding, een back-endselector, uitvoering en uitvoerverwerking.

De back-endselector in het voorgaande stroomdiagram is een logische fase in plaats van een vereist onderdeel en kan een configuratiezoekactie zijn waarmee elke stap wordt gerouteerd naar een vast back-endtype.

U kunt deze werkstroom hosten op Azure met een set klassieke services waarmee het kwantumwerk wordt verzonden en bewaakt. In het volgende diagram ziet u een voorbeeldtopologie:

Architectuurdiagram met een door een werkstroom ingedeelde kwantumintegratietopologie op Azure.

Linksboven is een vak 'Client-app' via een stippellijn met het label 'Aanmelden' verbonden met een Microsoft Entra ID-pictogram. Een pijl met het label Geverifieerde aanvraag en 1 gaat van het vak Client-app naar een vak met het label API Management. Het vak API Management maakt verbinding met het Microsoft Entra ID-pictogram met een stippellijn. Een pijl met het label 2 gaat van het vak API Management naar een pictogram met het label Invoer-API die zich in een vak met functie-apps bevindt. Een pijl met het label 3 loopt van een pictogram met het label Workflow orchestrator (Durable Functions) in het vak Function App naar een vak met het label Klassieke back-ends voor rekenwerk, dat de vakken met het label Lokale rekenkracht, HPC-cluster (Azure Batch) en GPU-rekenkracht bevat. Een pijl met het label 4 loopt van het vak met back-ends voor klassiek rekenen naar een vak met het label Resultaten en toestand dat een Azure Storage-pictogram bevat. Een pijl met het label 5 loopt van het pictogram Workflow orchestrator in het vak Function Apps naar een vak met het label Azure Quantum workspace dat een Azure Quantum-pictogram bevat. Een pijl met het label 6 loopt van het vak Azure Quantum-werkruimte naar een vak met het label Quantumdoel dat twee pictogrammen bevat met het label Doelen. Een pijl met het label 7 gaat van het vak Quantum-doel naar het vak Resultaten en status. Een pijl met het label 8 gaat van het vak Resultaten en status terug naar het vak Functie-apps. Een pijl met het label 9 gaat van het vak API Management aan de linkerkant naar een pictogram met het label Status-API in het vak Functie-apps.

Download een PowerPoint-bestand van deze architectuur.

Gegevensstroom

De volgende gegevensstroom komt overeen met de implementatietopologie:

  1. Een clienttoepassing verzendt een aanvraag via API Management, waarmee de aanroeper wordt geverifieerd met Microsoft Entra ID en beperking wordt toegepast voordat de aanvraag de rekenlaag bereikt.
  2. API Management stuurt de aanvraag door naar de invoer-API, een door HTTP geactiveerde functie die deze valideert en de werkstroomorchestrator start.
  3. Voor een stap die klassiek wordt uitgevoerd, stuurt de orchestrator de uitvoering door naar een klassieke back-end, zoals een HPC-cluster of GPU-rekenproces.
  4. De klassieke back-end schrijft de resultaten en de bijgewerkte pijplijnstatus naar Storage.
  5. Voor een stap die op kwantum wordt uitgevoerd, routeert de orchestrator de uitvoering via het kwantumpad. Het kwantumpad bereidt het programma van de stap voor, genereert en optimaliseert het vanuit de invoer van de stap of met behulp van een vaste implementatie en verzendt de taak naar de Azure Quantum werkruimte. De inzending wordt geverifieerd via een beheerde identiteit.
  6. De werkruimte voert de taak uit op het geselecteerde kwantumdoel.
  7. Het kwantumdoel schrijft de resultaten op in Storage.
  8. De orchestrator leest de bijgewerkte statusopslag en evalueert de overgangslogica van de pijplijn. Als een convergentie- of iteratievoorwaarde een andere kwantumuitvoering vereist, gebruikt de orchestrator het resultaat om parameters voor het volgende kwantumprogramma te bepalen of om invoer te leveren die het volgende programma genereren. De pijplijn wordt vervolgens teruggezet naar de juiste stap.
  9. De client peilt de status-API via API Management om de voortgang bij te houden en de uiteindelijke resultaten op te halen wanneer de pijplijn een terminalstatus bereikt.

Onderdelen

  • Durable Functions fungeert als de werkstroomorchestrator om de pijplijn uit te voeren als een statusmachine, de stappen te coördineren en de back-end van het kwantum- of andere rekentype te selecteren voor de uitvoering van elke stap. U kunt de orchestrator implementeren met Durable Functions of een andere werkstroomengine.
  • Azure HPC- en GPU-klassieke rekenback-ends voeren de niet-kwantumstappen uit.
  • Azure Functions host de HTTP-API's die de werkstroom starten en bewaken, samen met de orchestrator die deze uitvoert.
  • API Management is het toegangspunt voor clientaanvragen. Het authenticeert oproepers en past throttling toe. Als u wilt voorkomen dat de functie-app rechtstreeks wordt aangeroepen, gebruikt u Azure Functions netwerkopties, zoals binnenkomende toegangsbeperkingen of een privé-eindpunt, zodat alleen verkeer van API Management wordt geaccepteerd.
  • Azure Quantum biedt een werkruimte voor assets die zijn gekoppeld aan het uitvoeren van kwantumtaken. Taken worden uitgevoerd op kwantumsimulators of kwantumhardware, afhankelijk van het doel dat u kiest.
  • Microsoft Entra ID coördineert de verificatie en beschermt de toegang tot de Azure Quantum werkruimte.
  • Opslag slaat invoergegevens, tussenliggende pijplijnstatus en resultaten op.

Alternatieven

De architecturen in dit artikel voeren een deel van een rekentaak uit op een kwantumdoel. Voor sommige rekenproblemen zijn bestaande services die zijn gebouwd om high-performance computing uit te voeren of AI-functionaliteit te bieden mogelijk alternatieven.

Voor wetenschappelijke R&D-werkbelastingen gebruikt Microsoft Discovery AI om complexe taken te orkestreren over modellen, hulpprogramma's en computerresources heen. Microsoft Discovery kan verschillende hulpprogramma's coördineren in meerdere pijplijnen en kan worden uitgebreid, zodat u uw eigen hulpprogramma's en agents kunt verbinden in plaats van zelf de indeling te bouwen en te bedienen. Integratie met kwantummogelijkheden, inclusief het uitvoeren van kwantumstappen, zou AI kunnen gebruiken om de orkestratie op zich te nemen die dit patroon handmatig opbouwt.

Details van scenario met werkstroomindeling

In dit patroon voert een workflow-orchestrator de workload uit als een pijplijn van stappen. De orchestrator gedraagt zich als een toestandsmachine waarin stappen zich herhalen en in een lus doorgaan totdat aan een beëindigings- of convergentievoorwaarde wordt voldaan. Elke stap volgt dezelfde shape: de invoer wordt voorbereid, uitgevoerd en verwerkt de uitvoer.

De orchestrator selecteert de back-end waarmee elke stap wordt uitgevoerd. Deze selectie maakt deel uit van indelingslogica, geen afzonderlijke service en kan net zo eenvoudig zijn als het lezen van de doelback-end voor elke stap vanuit de configuratie. Een stap wordt uitgevoerd op een kwantumback-end of op klassieke berekeningen, zoals een HPC-cluster of GPU-rekenproces. Een lichtgewicht klassieke stap kan in de orchestrator zelf worden uitgevoerd. Wanneer de kwantumstappen worden herhaald, verwerkt de werkstroom het resultaat van een kwantumuitvoering om parameters te bepalen voor het volgende kwantumprogramma of om invoer te leveren die het volgende programma genereren.

Een stap die wordt uitgevoerd op een kwantumback-end kan één fase toevoegen die klassieke stappen niet hebben. Deze fase genereert en optimaliseert het kwantumprogramma voordat het wordt uitgevoerd. Deze fase is optioneel. Het programma kan dynamisch genereren op basis van de invoer van de stap, of het kan afkomstig zijn van een vaste implementatie die deze fase overslaat. Een stap die in aanmerking komt voor kwantum, kan nog steeds worden uitgevoerd op een klassieke back-end wanneer deze beter past bij de invoer.

Kwantumchemie is een representatief voorbeeld. Een typische pijplijn maakt gebruik van klassieke stappen om een moleculair systeem voor te bereiden: Geometrieoptimalisatie, een zelfconsistente veldberekening en selectie van actieve ruimte. De pijplijn berekent vervolgens een doeleigenschap, zoals de energie van de grondtoestand van een molecuul. De stap energie-computing houdt dezelfde intentie bij, ongeacht of deze wordt uitgevoerd op een klassieke benadering of op een kwantumalgoritme. U kiest de back-end op basis van de nauwkeurigheid die u nodig hebt en de grootte van het probleem.

De QDK/Chemistry-bibliotheek ondersteunt pijplijnen zoals deze. De bibliotheek biedt modulaire onderdelen voor de klassieke voorbereidingsstappen en voor het genereren van een statusvoorbereidingscircuit van de klassieke berekende golffunctie, die een kwantumback-end vervolgens gebruikt om de energie te schatten met een algoritme zoals kwantumfaseraming. Deze mogelijkheid voor het genereren van circuits is een concreet voorbeeld van het dynamisch produceren van het kwantumprogramma op basis van de invoer van een stap.

Mogelijke gebruiksvoorbeelden

Het door de werkstroom ingedeelde kwantumintegratiepatroon past bij deze gebruiksvoorbeelden:

  • De klassieke kant is zwaar uitgevoerd en gericht op probleemtoestandslogica, en benut de kwantumcapaciteit als één of meerdere stappen van de vele.
  • De workload is een pijplijn met meerdere fases die vaak iteratief is, zoals een statusmachine. Elke fase wordt uitgevoerd op de compute-back-end die het beste past: HPC, GPU of een kwantumdoel. Kwantumcomputing is één optie voor een of meer fasen.
  • Een kwantumstap vertegenwoordigt een goed gedefinieerde bouwsteen, zoals een wetenschappelijke berekening die een moleculaire eigenschap berekent. De exacte kwantumcode kan zelfs dynamisch worden gegenereerd en geoptimaliseerd om de werkelijke invoer aan te passen.
  • De workflow-orchestrator beheert meerdere afzonderlijke kwantumuitvoeringen en de klassieke verwerking daartussen. Het resultaat van een uitvoering bepaalt parameters voor het volgende kwantumprogramma of levert invoer die het volgende programma genereert. Iteratieve faseraming past bij deze structuur, net als variatiealgoritmen zoals variatieal Quantum Eigensolver (VQE) en het QaOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm).

Overwegingen

Met deze overwegingen worden de pijlers van het Azure Well-Architected Framework geïmplementeerd. Dit is een set richtlijnen die u kunt gebruiken om de kwaliteit van een workload te verbeteren. Zie Well-Architected Framework voor meer informatie.

Betrouwbaarheid

Betrouwbaarheid zorgt ervoor dat uw toepassing kan voldoen aan de toezeggingen die u aan uw klanten hebt gedaan. Zie Ontwerp controlelijst voor betrouwbaarheid voor meer informatie.

Kwantumtaken worden uitgevoerd op externe, gedeelde doelen, zodat taakuitvoering kan mislukken vanwege tijdelijke fouten, zoals een time-out van een doel. Ongeacht het integratiepatroon dat u kiest, controleert u de taakuitvoering, zodat u de taakstatus kunt weergeven aan de gebruiker. Wanneer een taak mislukt vanwege een tijdelijke fout, past u het patroon Opnieuw proberen toe. Dien taken in via asynchrone aanroepen en vraag periodiek het resultaat op, zodat u de client die de aanroep doet niet blokkeert.

De beschikbaarheid van de kwantumcomputingsfunctionaliteit is sterk afhankelijk van de beschikbaarheids- en capaciteitskenmerken van de kwantumcomputingprovider. Afhankelijk van het rekendoel kan de klassieke clienttoepassing lange vertragingen of onbeschikbaarheid van het doel ondervinden.

Voor de omringende Azure services gelden de gebruikelijke beschikbaarheidsoverwegingen. Overweeg indien nodig de replicatieopties in Azure Storage redundantie te gebruiken.

Betrouwbaarheid voor workflow-georkestreerde integratie

  • Implementeer API Management in meerdere beschikbaarheidszones of meerdere regio's voor maximale beschikbaarheid in integratie met werkstromen. Zoneredundantie vereist de Premium- of Premium v2-laag en voor de implementatie met meerdere regio's is de Premium-laag vereist.

  • Als u de orchestrator implementeert met Durable Functions, moet u het noodherstel als één geheel plannen in plaats van de functie-app en de status ervan als onafhankelijke services te behandelen. Durable Functions bewaart de volledige orchestratiestatus in een taakhub in een opslagback-end, wat standaard Azure Storage is. Omdat de runtimestatus en de berekening zijn gekoppeld via die taakhub, definieert het inrichten van de functie-app in een tweede regio en het repliceren van Opslag afzonderlijk geen veilige failover. Orchestraties kunnen worden onderbroken, recente transacties verliezen of een regio-overschrijdende taakhub lezen, afhankelijk van de topologie.

    Gebruik voor veilige failover een actief-passieve configuratie die overschakelt naar een secundaire regio, met daarvoor een globale load-balancingservice zoals Azure Front Door of Azure Traffic Manager. Controleer of de servicestatustests de functie-app onder uw netwerkbeperkingen kunnen bereiken, omdat dezelfde besturingselementen die de app beperken tot API Management-verkeer, deze tests ook kunnen blokkeren. Kies de topologie die overeenkomt met uw tolerantie voor gegevensverlies en latentie tussen regio's. Zie Noodherstel en geografische distributie in Durable Functions voor de gecoördineerde opties en hun afwegingen.

Veiligheid

Beveiliging biedt garanties tegen opzettelijke aanvallen en misbruik van uw waardevolle gegevens en systemen. Zie Ontwerpcontrolelijst voor beveiliging voor meer informatie.

Pas de volgende beveiligingsprocedures toe op de klassieke services rond de kwantumtaak, ongeacht het integratiepatroon dat u kiest:

  • Verifieer bij Azure Quantum en de omringende services met behulp van Microsoft Entra identiteiten en schakel lokale verificatie uit waar de service deze ondersteunt. Gebruik beheerde identiteiten waar de hostingomgeving deze ondersteunt. Voor een client die geen beheerde identiteit kan gebruiken, verifieert u zich met een andere Microsoft Entra identiteit, zoals een service-principal of een interactieve gebruikersaanmelding.

  • Verleen elk onderdeel dat toegang heeft tot Storage de toegang tot het gegevensvlak die het nodig heeft via op rollen gebaseerd toegangsbeheer van Azure (Azure RBAC) met Microsoft Entra ID, beperkt tot dat onderdeel. Sluit geen opslagaccountsleutels in de toepassingscode in.

Pas in het algemeen de Well-Architected Framework-beveiligingsaanaanveling toe, indien van toepassing.

Beveiliging voor directe kwantumintegratie

In tegenstelling tot kwantumintegratie met werkstroomindeling wordt in dit patroon ervan uitgegaan dat één client toegang heeft tot de Azure Quantum werkruimte. De client is doorgaans een lichtgewicht klassiek harnas dat zich richt op het indienen en uitvoeren van taken in plaats van een bredere werkstroomstatus. Dit scenario leidt tot de volgende configuraties:

  • Omdat de client bekend is, kunt u deze een vaste identiteit geven. Wanneer de client wordt uitgevoerd op een Azure gehoste resource, koppelt u er een beheerde identiteit aan. Wanneer de clienttoepassing buiten Azure wordt uitgevoerd, gebruikt u een service-principal of een interactieve aanmelding door een gebruiker.

  • U kunt aanvraagbeperking en het opslaan van resultaten in de client zelf implementeren.

Beveiliging voor workflowgestuurde integratie

In tegenstelling tot directe kwantumintegratie plaatst dit patroon een klassieke servicelaag voor het kwantumwerk. API Management is de voordeur voor die laag, dus de beveiligingsconfiguraties benadrukken het beveiligen van het toegangspunt en het pad naar de kwantumwerkruimte.

  • Clients moeten worden geverifieerd bij de API. Implementeer deze authenticatie met behulp van authenticatiebeleid.

  • U kunt verificatie van de Azure-functies implementeren via beheerde identiteiten die zijn gekoppeld aan de functies. U gebruikt deze identiteiten om uitgaande aanroepen naar de Azure Quantum werkruimte te verifiëren.

  • API Management kan aanvraagbeperking toepassen om de kwantumback-end te beveiligen en het gebruik van kwantumbronnen te beperken. Zie API Management-aanvraagbeperking voor meer informatie.

  • Afhankelijk van het aanvraagpatroon kunt u mogelijk de caching van kwantumcomputingresultaten implementeren met behulp van API Management-cachebeleid.

Kostenoptimalisatie

Kostenoptimalisatie richt zich op manieren om onnodige uitgaven te verminderen en operationele efficiëntie te verbeteren. Zie controlelijst ontwerpbeoordeling voor kostenoptimalisatievoor meer informatie.

De totale kosten van deze oplossing zijn afhankelijk van het kwantumcomputingsdoel dat u selecteert om de kwantumtaak uit te voeren. De klassieke onderdelen zijn eenvoudig te schatten. Zie voor een representatieve implementatie van het door de werkstroom ingedeelde patroon deze voorbeeldkostenraming, die betrekking heeft op de klassieke onderdelen, waaronder API Management, Azure Functions en Storage. Het directe integratiepatroon is lichter, maar de klassieke kosten omvatten nog steeds Opslag en hosting, netwerken en bewaking die de clienttoepassing gebruikt.

U kunt kwantumcomputingproviders voor Azure Quantum gebruiken via een Microsoft Marketplace-aanbieding. De prijzen zijn afhankelijk van het type resource (simulator of hardware), de SKU en uw gebruik. Ga voor meer informatie naar de referentiepagina voor de provider van uw scenario van Quantum-computingproviders op Azure Quantum.

Bijdragers

Microsoft onderhoudt dit artikel. De volgende inzender heeft dit artikel geschreven.

Hoofdauteur:

Als u niet-openbare LinkedIn-profielen wilt zien, meldt u zich aan bij LinkedIn.

Volgende stappen