Vad är Azure Quantum?

Azure Quantum är MicrosoftAzuremolntjänsten för kvantberäkning. Azure Quantum ger en öppen, flexibel och framtidssäkrad väg till kvantberäkning som anpassar sig till ditt sätt att arbeta.

Azure Quantum erbjuder en rad olika kvantberäkningslösningar, inklusive kvantmaskinvara från branschledande leverantörer, kvantprogramvara och kvanttjänster. Med Azure Quantumkan du köra kvantprogram på verklig kvantmaskinvara, simulera kvantalgoritmer och uppskatta de resurser som behövs för att köra dina kvantprogram på framtida skalbara kvantdatorer.

Mer information om hur du kan använda kvantberäkning och kvantalgoritmer finns i Vad är kvantberäkning?

Så här kommer du igång med Azure Quantum

Om du vill använda Azure Quantum måste du ha ett Azure-konto och en Azure Quantum arbetsyta. Om du vill utveckla kvantprogram och skicka jobb för att köra dina program på Azure Quantum använder du Microsoft Quantum Development Kit (QDK).

Om du vill skaffa ett Azure konto registrerar du dig kostnadsfritt och registrerar dig för en betala per användning-prenumeration. Om du är student kan du dra nytta av ett kostnadsfritt Azure konto för studenter.

Quantum-webbplatsen Microsoft

Webbplatsen Microsoft Quantum är en central resurs där du kan utforska kvantberäkning på Microsoft. Du kan hämta de senaste nyheterna och informationen från Microsoft Quantum. Du kan lära dig av experter och entusiaster via bloggar, artiklar och videor.

Du behöver inte ett Azure konto för att få åtkomst till resurser och information på webbplatsen Microsoft Quantum.

Microsoft Quantum Development Kit

Microsoft Quantum Development Kit (QDK) är ett programutvecklingspaket som utformats specifikt för kvantutveckling. Med QDK kan du skriva program på olika kvantprogrammeringsspråk, felsöka koden, visualisera kvantkretsar och resultat och skicka jobb till kvantmaskinvaruleverantörer på Azure Quantum. QDK stöder Microsoftprogrammeringsspråket Q# tillsammans med andra språk som Qiskit, Cirq och OpenQASM.

QDK:t är kostnadsfri och öppen källkod. Kom igång genom att installera QDK-tillägget i Visual Studio Code (VS Code) eller installera QDK-Python-paketet. Mer information finns i Konfigurera Microsoft Quantum Development Kit.

Portalen Azure

Om du har ett Azure-konto använder du Azure-portalen för att skapa en Azure Quantum arbetsyta. En Azure Quantum arbetsyta är en samling tillgångar som är associerade med att köra kvantprogram. Mer information finns i Skapa en Azure Quantum arbetsyta.

Med portalen Azure kan du skicka dina kvantprogram till verklig kvantmaskinvara, hantera din Azure Quantum arbetsyta, visa information om dina kvantjobb och övervaka dina kvantprogram.

Vad är Q#?

Q# är ett kvantprogrammeringsspråk med öppen källkod som skapats av Microsoft för att utveckla och köra dina kvantprogram.

Du kan se ett kvantprogram som en uppsättning klassiska subrutiner som interagerar med ett kvantsystem för att utföra en beräkning. Ett Q#-program modellerar inte kvanttillståndet direkt, utan beskriver snarare hur en klassisk kontrolldator interagerar med kvantbitar. Q# är maskinvaruagnostisk, så du behöver inte överväga faktiska qubit-tekniker när du skriver Q#-program. Din Q#-kod kan köras på valfri kvantmaskinvarateknik.

Q# är ett fristående språk som erbjuder en hög abstraktionsnivå. Det finns ingen uppfattning om ett kvanttillstånd eller en kvantkrets. I stället implementerar Q# program när det gäller instruktioner och uttryck, till exempel klassiska programmeringsspråk som Python. Du kan sömlöst integrera klassiska strukturer och kvantberäkningsstrukturer i din Q#-kod.

Mer information finns i Introduktion till Q#. Information om hur du börjar skriva Q#-kod finns i Skapa ditt första Q#-program.

Vad kan jag göra med Azure Quantum?

Azure Quantum erbjuder ett brett utbud av tjänster och verktyg som hjälper dig att utveckla kvantlösningar.

Den senaste informationen om Microsoftkvantberäkningsforskning finns på Microsoft sidan Kvantberäkning för forskning .

Hybrid kvantdatoranvändning

Hybrid kvantberäkning avser processer och arkitektur för en klassisk dator och en kvantdator som arbetar tillsammans för att lösa ett problem. Med den senaste generationen av hybrid kvantdatorarkitektur i Azure Quantumkan du komma igång med en klassisk kvanthybridmetod för programmering.

Mer information finns i Vad är hybridkvantberäkning?

Resursuppskattning inom kvantberäkning

Inom kvantberäkning är resursuppskattning en teknik för att förstå de resurser som krävs för att köra en algoritm på en kvantdator. När du förstår resurskraven för att köra dina program på olika typer av kvantmaskinvara kan du förbereda och förfina dina kvantlösningar så att de körs på framtida skalbara kvantdatorer. Resursuppskattning kan till exempel hjälpa dig att fastställa möjligheten att bryta en viss krypteringsalgoritm på en viss typ av kvantdator.

Med Microsoft Kvantresursberäknare kan du utvärdera arkitekturbeslut, jämföra kvantbitstekniker och fastställa vilka resurser du behöver för att köra en specifik kvantalgoritm. Du kan välja mellan fördefinierade feltoleranta protokoll eller utforma egna modeller. Resursberäknaren beräknar uppskattningar av fysiska resurser efter layouten från en uppsättning indata, till exempel felbudgeten och modellerna för kvantprogrammet, maskinvaruarkitekturen och QEC-koden (Quantum Error Correction).

Information om hur du kommer igång finns i Installera och använda Microsoft kvantresursestimatorn.

Kvantkemisimuleringar med Azure Quantum och QDK

Du kan se kvantmekanik som det underliggande operativsystemet i vårt universum som beskriver hur de grundläggande byggstenarna i naturen beter sig. Kemiska reaktioner, cellulära processer och materialegenskaper är alla kvantmekaniska till sin natur och involverar ofta interaktioner mellan ett stort antal kvantpartiklar. Kvantdatorer har lovat att simulera kvantmekaniska system, till exempel molekyler, eftersom kvantbitar kan användas för att representera de naturliga kvanttillstånden i dessa system. Exempel på kvantsystem som kvantbitar kan modellera är fotosyntes, supraledning och komplexa molekylära formationer.

QDK och Azure Quantum är specialbyggda för att påskynda vetenskaplig upptäckt. Återuppfinna din forsknings- och utvecklingsproduktivitet med simuleringsarbetsflöden som är optimerade för skalning på Azure HPC-kluster (databehandling med höga prestanda), AI-accelererad databehandling, integrering med kvantverktyg och kvantmaskinvara och framtida åtkomst till Microsoftkvantsuperdatorn.

För mer information, se Frigör kraften av Azure för molekylär dynamik.

Kvanthastighet

Kvantdatorer klarar sig exceptionellt bra med problem som kräver beräkningar av ett stort antal möjliga kombinationer. Dessa typer av problem finns på många områden, till exempel kvantsimulering, kryptografi, kvantmaskininlärning och sökproblem.

Ett av målen med kvantberäkningsforskning är att studera vilka typer av problem som en kvantdator kan lösa snabbare än en klassisk dator och hur mycket snabbare. Ett välkänt exempel är Grovers algoritm, som ger en polynomisk hastighetsökning jämfört med klassiska algoritmer.

Grover-algoritmen påskyndar lösningen på ostrukturerade datasökningar genom att köra sökningen i färre steg än någon klassisk algoritm kunde. I allmänhet kan problem som gör att du kan kontrollera om ett angivet värde är en giltig lösning (ett "ja eller inga problem") formuleras när det gäller sökproblemet.

En implementering av Grover-algoritmen finns i Självstudie: Implementera Grover-sökalgoritmen i Q#.

Kvantleverantörer som är tillgängliga på Azure Quantum

Azure Quantum erbjuder några av de mest övertygande och mångsidiga kvantresurser som finns tillgängliga idag från branschledare. Azure Quantum samarbetar för närvarande med följande leverantörer så att du kan köra dina kvantprogram på verklig maskinvara eller på maskinvarusimulatorer.

Välj den leverantör som passar bäst för ditt problem och dina behov.

• IonQ: Dynamiskt omkonfigurerbara kvantdatorer med fångade joner för upp till 36 helt anslutna kvantbitar, vilket gör att du kan köra en två-qubit-grind mellan valfritt par.
• Pasqal: Neutrala atombaserade kvantprocessorer som fungerar vid rumstemperatur, med långa sammanhängande tider och imponerande kvantbitsanslutning.
• Quantinuum: Trapped-ion-system med hög återgivning, fullständigt anslutna kvantbitar, låga felfrekvenser, återanvändning av kvantbitar och möjlighet att utföra mätningar i mitten av kretsen.
• Rigetti: Dessa system drivs av superledande kvantbitsbaserade kvantprocessorer och erbjuder snabba grindtider, villkorslogik med låg latens och snabba programkörningstider.

För mer information om specifikationerna för varje leverantör, se den fullständiga kvantberäknings listan.

Information om jobbkostnader finns i Priser i Azure Quantum och Vanliga frågor och svar: Förstå jobbkostnader och fakturering i Azure Quantum.

Relaterat innehåll

Om du vill börja använda Azure Quantumkan du utforska följande länkar:

• Skapa en Azure Quantum arbetsyta
• Kom igång med Q# och Visual Studio Code
• Installera Microsoft Quantum Development Kit
• Skicka jobb till Azure Quantum