Wat is Azure Quantum?

Azure Quantum is MicrosoftAzurede cloudservice voor kwantumcomputing. Azure Quantum biedt een open, flexibel en toekomstbestendig pad naar kwantumcomputing die zich aanpast aan uw manier van werken.

Azure Quantum biedt een scala aan kwantumcomputingoplossingen, waaronder kwantumhardware van toonaangevende providers, kwantumsoftware en kwantumservices. Met Azure Quantumkunt u kwantumprogramma's uitvoeren op echte kwantumhardware, kwantumalgoritmen simuleren en de resources schatten die nodig zijn om uw kwantumprogramma's uit te voeren op toekomstige kwantumcomputers.

Zie Wat is Quantum Computing voor meer informatie over hoe u kwantumcomputing en kwantumalgoritmen kunt gebruiken?

Aan de slag met Azure Quantum

Als u Azure Quantum wilt gebruiken, moet u een Azure-account en een Azure Quantum-werkruimte hebben. Als u kwantumprogramma's wilt ontwikkelen en taken wilt verzenden om uw programma's uit te voeren op Azure Quantum, gebruikt u de Microsoft Quantum Development-kit (QDK).

Als u een Azure account wilt aanvragen, registreert u zich gratis en meldt u zich aan voor een abonnement met betalen per gebruik. Als u een student bent, kunt u profiteren van een gratis Azure account voor studenten.

De Microsoft Quantum-website

De Microsoft Quantum-website is een centrale resource waar u kwantumcomputing op Microsoft kunt verkennen. U kunt het laatste nieuws en de meest recente informatie van Microsoft Quantum ophalen. U kunt van experts en liefhebbers leren via blogs, artikelen en video's.

U hebt geen Azure-account nodig om toegang te krijgen tot de resources en informatie op de website van Microsoft Quantum.

De Microsoft Quantum Development-kit

De Microsoft Quantum Development-kit (QDK) is een software development kit die speciaal is ontworpen voor kwantumontwikkeling. Met de QDK kunt u programma's schrijven in verschillende kwantumprogrammeertalen, fouten opsporen in uw code, kwantumcircuits en resultaten visualiseren en taken verzenden naar kwantumhardwareproviders op Azure Quantum. De QDK ondersteunt Microsoftde Q#-programmeertaal, samen met andere talen, zoals Qiskit, Cirq en OpenQASM.

De QDK is gratis en open source. Installeer de QDK-extensie in Visual Studio Code (VS Code) of installeer het QDK-Python-pakket om aan de slag te gaan. Voor meer informatie, zie Instellen van de Microsoft Quantum Development-kit.

Het Azure portaal

Als u een Azure-account hebt, gebruikt u de Azure-portal om een Azure Quantum-werkruimte te maken. Een Azure Quantum werkruimte is een verzameling assets die zijn gekoppeld aan het uitvoeren van kwantumprogramma's. Zie Een werkruimte maken Azure Quantumvoor meer informatie.

Met de Azure portal kunt u uw kwantumprogramma's verzenden naar echte kwantumhardware, uw Azure Quantum werkruimte beheren, informatie over uw kwantumtaken bekijken en uw kwantumprogramma's bewaken.

Wat is Q#?

Q# is een opensource-kwantumprogrammeertaal die is gemaakt door Microsoft om uw kwantumprogramma's te ontwikkelen en uit te voeren.

U kunt een kwantumprogramma beschouwen als een set klassieke subroutines die communiceren met een kwantumsysteem om een berekening uit te voeren. Een Q#-programma modelleert niet rechtstreeks de kwantumstatus, maar beschrijft in plaats daarvan hoe een klassieke besturingscomputer communiceert met qubits. Q# is hardwareneutraal, dus u hoeft geen werkelijke qubittechnologieën te overwegen wanneer u Q#-programma's schrijft. Uw Q#-code kan worden uitgevoerd op elke kwantumhardwaretechnologie.

Q# is een zelfstandige taal die een hoog abstractieniveau biedt. Er is geen idee van een kwantumstatus of -circuit. In plaats daarvan implementeert Q# programma's in termen van instructies en expressies, zoals klassieke programmeertalen zoals Python. U kunt klassieke en kwantumcomputingstructuren naadloos integreren in uw Q#-code.

Zie Inleiding tot Q# voor meer informatie. Begin met het schrijven van Q#-code door Uw eerste Q#-programma te maken.

Wat kan ik doen met Azure Quantum?

Azure Quantum biedt een breed scala aan services en hulpprogramma's waarmee u kwantumoplossingen kunt ontwikkelen.

Zie de pagina Onderzoek naar kwantumcomputing voor de meest recente informatie over kwantumcomputing.

Hybride kwantum-computing

Hybride kwantumcomputing verwijst naar de processen en architectuur van een klassieke computer en een kwantumcomputer die samenwerken om een probleem op te lossen. Met de nieuwste generatie hybride kwantumcomputerarchitectuur die beschikbaar is in Azure Quantum, kunt u aan de slag gaan met een klassieke hybride benadering voor programmeren.

Zie Wat is hybride kwantumcomputing? voor meer informatie.

Schatting van middelen in kwantumcomputing

In kwantumcomputing is resourceraming een techniek om inzicht te krijgen in de resources die nodig zijn om een algoritme uit te voeren op een kwantumcomputer. Wanneer u de resourcevereisten begrijpt voor het uitvoeren van uw programma's op verschillende typen kwantumhardware, kunt u uw kwantumoplossingen voorbereiden en verfijnen om te worden uitgevoerd op toekomstige kwantumcomputers. Resourceschatting kan u bijvoorbeeld helpen bij het bepalen van de haalbaarheid van het verbreken van een bepaald versleutelingsalgoritmen op een specifiek type kwantumcomputer.

Met de Microsoft Quantum resource estimator kunt u beslissingen over de architectuur beoordelen, qubittechnologieën vergelijken en bepalen welke resources u nodig hebt om een specifiek kwantumalgoritme uit te voeren. U kunt kiezen uit vooraf gedefinieerde fouttolerante protocollen of uw eigen modellen ontwerpen. De resource-estimator berekent schattingen van fysieke resources na de indeling op basis van een set invoerwaarden, zoals het foutbudget en modellen van de kwantumtoepassing, de hardwarearchitectuur en de QEC-code (kwantumfoutcorrectie).

Om te beginnen, zie De Quantum-resource-estimator Microsoft installeren en gebruiken.

Kwantumchemiesimulaties met Azure Quantum en de QDK

U kunt kwantummechanica beschouwen als het onderliggende besturingssysteem van ons universum dat beschrijft hoe de fundamentele bouwstenen van de natuur zich gedragen. Chemische reacties, cellulaire processen en materiaaleigenschappen zijn allemaal kwantummechanisch in de natuur en omvatten vaak interacties tussen een groot aantal kwantumdeeltjes. Kwantumcomputers hebben belofte om kwantummechanische systemen, zoals moleculen, te simuleren, omdat qubits kunnen worden gebruikt om de natuurlijke kwantumtoestanden in deze systemen weer te geven. Voorbeelden van kwantumsystemen die qubits kunnen modelleren zijn fotosynthese, supergeleiding en complexe moleculaire formaties.

De QDK en Azure Quantum zijn ontworpen om wetenschappelijke ontdekking te versnellen. Uw onderzoeks- en ontwikkelingsproductiviteit opnieuw uitvinden met simulatiewerkstromen die zijn geoptimaliseerd voor het schalen op Azure HPC-clusters (High Performance Computing), AI-versnelde computing, integratie met kwantumhulpprogramma's en kwantumhardware en toekomstige toegang tot Microsoftde kwantumsupercomputer.

Voor meer informatie, zie De kracht van Azure voor Moleculaire Dynamics ontgrendelen.

Kwantumsnelheden

Kwantumcomputers doen uitzonderlijk goed met problemen die berekeningen van een groot aantal mogelijke combinaties vereisen. Deze soorten problemen zijn te vinden op veel gebieden, zoals kwantumsimulatie, cryptografie, kwantummachine learning en zoekproblemen.

Een van de doelen van kwantumcomputingonderzoek is het bestuderen van de soorten problemen die een kwantumcomputer sneller kan oplossen dan een klassieke computer en hoeveel sneller. Een bekend voorbeeld is het algoritme van Grover, wat een polynomiale versnelling oplevert ten opzichte van de klassieke algoritmen.

Het algoritme van Grover versnelt de oplossing tot ongestructureerde gegevenszoekopdrachten door de zoekopdracht in minder stappen uit te voeren dan elk klassiek algoritme zou kunnen. Over het algemeen kunnen problemen waarmee u kunt controleren of een bepaalde waarde een geldige oplossing is (een 'ja of geen probleem') worden geformuleerd in termen van het zoekprobleem.

Zie Zelfstudie: Het zoekalgoritme van Grover implementeren in Q#voor een implementatie van het algoritme van Grover.

Kwantumproviders beschikbaar op Azure Quantum

Azure Quantum biedt een aantal van de meest aantrekkelijke en diverse kwantumbronnen die momenteel beschikbaar zijn van toonaangevende bedrijven. Azure Quantum werkt momenteel samen met de volgende providers om u in staat te stellen uw kwantumprogramma's uit te voeren op echte hardware of op hardwaresimulators.

Kies de provider die het beste past bij de kenmerken van uw probleem en uw behoeften.

• IonQ: Dynamisch herconfigureerbare kwantumcomputers met gevangen ionen, met maximaal 36 volledig onderling verbonden qubits, waarmee u tussen elk qubitpaar een twee-qubitpoort kunt uitvoeren.
• Pasqal: neutrale kwantumprocessors op basis van atoom die op kamertemperatuur werken, met lange coherentietijden en indrukwekkende qubitconnectiviteit.
• Quantinuum: Gecontroleerde ionensystemen met hoogwaardige, volledig verbonden qubits, lage foutpercentages, hergebruik van qubits en de mogelijkheid om metingen halverwege het circuit uit te voeren.
• Rigetti: Mogelijk gemaakt door supergeleidende kwantumprocessors op basis van qubits, bieden deze systemen snelle poorttijden, voorwaardelijke logica met lage latentie en snelle uitvoeringstijden van programma's.

Raadpleeg de volledige kwantumcomputinglijst voor meer informatie over de specificaties van elke provider.

Zie prijzen in Azure Quantum en veelgestelde vragen voor informatie over taakkosten en facturering in Azure Quantum.

Gerelateerde inhoud

Om te beginnen met het gebruiken van Azure Quantum, bekijk de volgende koppelingen:

• Azure Quantum Een werkruimte maken
• Aan de slag met Q# en Visual Studio Code
• Installeer de Microsoft Quantum Development-kit
• Jobs indienen bij Azure Quantum