O que é o Azure Quantum?

Azure Quantum é o serviço de computação quântica na nuvem do MicrosoftAzure. Azure Quantum fornece um caminho aberto, flexível e à prova de futuro para a computação quântica que se adapta à sua maneira de trabalhar.

Azure Quantum oferece uma variedade de soluções de computação quântica, incluindo hardware quântico de provedores líderes do setor, software quântico e serviços quânticos. Com Azure Quantumisso, você pode executar programas quânticos em hardware quântico real, simular algoritmos quânticos e estimar os recursos necessários para executar seus programas quânticos em máquinas quânticas em escala futura.

Para saber mais sobre como você pode usar a computação quântica e algoritmos quânticos, confira o que é computação quântica?

Como começar a usar Azure Quantum

Para usar Azure Quantum, você precisa ter uma conta Azure e um workspace Azure Quantum. Para desenvolver programas quantum e enviar trabalhos para executar seus programas no Azure Quantum, use o Microsoft Quantum Development Kit (QDK).

Para obter uma Azure conta, registre-se gratuitamente e inscreva-se em uma assinatura paga conforme o uso. Se você é um aluno, então você pode tirar proveito de uma conta gratuita Azure para os alunos.

O site do Microsoft Quantum

O site Microsoft Quantum é um recurso central em que você pode explorar a computação quântica em Microsoft. Você pode obter as últimas notícias e informações do Microsoft Quantum. Você pode aprender com especialistas e entusiastas por meio de blogs, artigos e vídeos.

Você não precisa de uma conta Azure para acessar os recursos e informações no site do Microsoft Quantum.

O Microsoft Quantum Development Kit

O QDK (Microsoft Quantum Development Kit) é um kit de desenvolvimento de software projetado especificamente para desenvolvimento quântico. Com o QDK, você pode escrever programas em diferentes linguagens de programação quântica, depurar seu código, visualizar circuitos e resultados quânticos e enviar trabalhos para provedores de hardware quântico em Azure Quantum. O QDK dá suporte à Microsoftlinguagem de programação Q#, juntamente com outras linguagens, como Qiskit, Cirq e OpenQASM.

O QDK é gratuito e de software livre. Para começar, instale a extensão do QDK no Visual Studio Code (VS Code) ou instale o pacote de Python do QDK. Para obter mais informações, consulte Configurar o Microsoft Quantum Development Kit.

O Azure portal

Se você tiver uma conta Azure, use o portal Azure para criar um espaço de trabalho Azure Quantum. Um Azure Quantum workspace é uma coleção de ativos associados à execução de programas quânticos. Para obter mais informações, consulte Como criar um Azure Quantum workspace.

Com o Azure portal, você pode enviar seus programas quânticos para hardware quântico real, gerenciar seu Azure Quantum workspace, exibir informações sobre seus trabalhos quânticos e monitorar seus programas quânticos.

O que é o Q#?

O Q# é uma linguagem de programação quântica de código aberto criada por Microsoft para desenvolver e executar seus programas quânticos.

Você pode pensar em um programa quântico como um conjunto de sub-rotinas clássicas que interagem com um sistema quântico para executar uma computação. Um programa Q# não modela diretamente o estado quântico, mas descreve como um computador de controle clássico interage com qubits. O Q# é independente de hardware, portanto, você não precisa considerar as tecnologias de qubit reais ao escrever programas Q#. Seu código Q# pode ser executado em qualquer tecnologia de hardware quântico.

Q# é uma linguagem autônoma que oferece um alto nível de abstração. Não há noção de um estado quântico ou circuito. Em vez disso, o Q# implementa programas em termos de instruções e expressões, como linguagens de programação clássicas, como Python. Você pode integrar perfeitamente estruturas de computação clássicas e quânticas em seu código Q#.

Para obter mais informações, consulte Introdução ao Q#. Para começar a escrever código Q#, consulte Criar seu primeiro programa Q#.

O que posso fazer com Azure Quantum?

Azure Quantum oferece uma ampla gama de serviços e ferramentas para ajudá-lo a desenvolver soluções quânticas.

Para obter as informações mais recentes sobre Microsofta pesquisa de computação quântica, consulte a Microsoft página Pesquisa de Computação Quântica .

Computação quântica híbrida

A computação quântica híbrida refere-se aos processos e à arquitetura de um computador clássico e de um computador quântico trabalhando juntos para resolver um problema. Com a última geração de arquitetura de computador quântico híbrido disponível em Azure Quantum, você pode começar com uma abordagem híbrida clássica-quântica para programação.

Para obter mais informações, consulte o que é computação quântica híbrida?

Avaliação de recursos na computação quântica

Na computação quântica, a estimativa de recursos é uma técnica para entender os recursos necessários para executar um algoritmo em um computador quântico. Ao entender os requisitos de recursos para executar seus programas em diferentes tipos de hardware quântico, você pode preparar e refinar suas soluções quânticas para serem executadas em máquinas quânticas em escala futura. Por exemplo, a estimativa de recursos pode ajudá-lo a determinar a viabilidade de quebrar um algoritmo de criptografia específico em um tipo específico de computador quântico.

O Microsoft estimador de recursos quânticos permite avaliar decisões arquitetônicas, comparar tecnologias de qubit e determinar os recursos necessários para executar um algoritmo quântico específico. Você pode escolher entre protocolos tolerantes a falhas predefinidos ou criar seus próprios modelos. O estimador de recursos calcula estimativas pós-layout de recursos físicos a partir de um conjunto de entradas, como o orçamento de erros e modelos da aplicação quântica, da arquitetura de hardware e do código de correção de erros quânticos (QEC).

Para começar, confira Como instalar e usar o avaliador de recursos do Microsoft Quantum.

Simulações de química quântica com Azure Quantum o QDK

Você pode pensar na mecânica quântica como o sistema operacional subjacente do nosso universo que descreve como os blocos de construção fundamentais da natureza se comportam. Reações químicas, processos celulares e propriedades materiais são todos mecânicos quânticos por natureza, e muitas vezes envolvem interações entre um grande número de partículas quânticas. Os computadores quânticos prometem simular sistemas mecânicos quânticos, como moléculas, porque qubits podem ser usados para representar os estados quânticos naturais nesses sistemas. Exemplos de sistemas quânticos que os qubits podem modelar incluem fotossíntese, supercondutividade e formações moleculares complexas.

O QDK e Azure Quantum são criados para acelerar a descoberta científica. Reinvente sua produtividade de pesquisa e desenvolvimento com fluxos de trabalho de simulação otimizados para dimensionamento em Azure clusters de HPC (computação de alto desempenho), computação acelerada por IA, integração com ferramentas quânticas e hardware quântico e acesso futuro ao Microsoftsupercomputador quântico.

Para obter mais informações, consulte Desbloqueando o poder de Azure Molecular Dynamics.

Aceleração quântica

Computadores quânticos se dão excepcionalmente bem com problemas que exigem cálculos de um grande número de combinações possíveis. Esses tipos de problemas podem ser encontrados em muitas áreas, como simulação quântica, criptografia, aprendizado de máquina quântico e problemas de pesquisa.

Um dos objetivos da pesquisa de computação quântica é estudar os tipos de problemas que um computador quântico pode resolver mais rapidamente do que um computador clássico e quanto mais rápido. Um exemplo bem conhecido é o algoritmo de Grover, que produz uma aceleração polinomial sobre os algoritmos clássicos.

O algoritmo de Grover acelera a solução para pesquisas de dados não estruturadas executando a pesquisa em menos etapas do que qualquer algoritmo clássico poderia. Em geral, problemas que permitem verificar se um determinado valor é uma solução válida (um "sim ou nenhum problema") podem ser formulados em termos do problema de pesquisa.

Para obter uma implementação do algoritmo de Grover, consulte Tutorial: Implementar o algoritmo de pesquisa de Grover em Q#.

Provedores quânticos disponíveis em Azure Quantum

Azure Quantum oferece alguns dos recursos quânticos mais atraentes e diversos disponíveis atualmente dos líderes do setor. Azure Quantum atualmente mantém parceria com os provedores a seguir para permitir que você execute seus programas quânticos em hardware real ou em simuladores de hardware.

Escolha o provedor que melhor se adapta às características do seu problema e suas necessidades.

• IonQ: computadores quantum de íons aprisionados dinamicamente reconfiguráveis para até 36 qubits totalmente conectados, o que permite executar um portão de dois qubits entre qualquer par.
• Pasqal: processadores quânticos baseados em átomos neutros que operam em temperatura ambiente, com longos tempos de coerência e conectividade de qubits impressionante.
• Quantinuum: Sistemas de íons aprisionados com alta fidelidade, qubits totalmente conectados, baixas taxas de erro, reutilização de qubits e a capacidade de realizar medições no meio do circuito.
• Rigetti: Alimentados por processadores quânticos baseados em qubit supercondutores, esses sistemas oferecem tempos de portão rápidos, lógica condicional de baixa latência e tempos de execução rápidos do programa.

Para obter mais informações sobre as especificações de cada provedor, consulte a lista completa de computação quânticatarget.

Para obter informações sobre o custo do trabalho, consulte Preços Azure Quantum e perguntas frequentes: Noções básicas sobre custos de trabalho e cobrança em Azure Quantum.

Conteúdo relacionado

Para começar a usar Azure Quantum, explore os seguintes links:

• Criar um Azure Quantum espaço de trabalho
• Introdução ao Q# e ao Visual Studio Code
• Instalar o Microsoft Quantum Development Kit
• Como enviar trabalhos para Azure Quantum