Modi diversi per eseguire programmi Q#

Il Microsoft Quantum Development Kit (QDK) offre due opzioni di sviluppo per scrivere ed eseguire programmi Q#. Entrambe le opzioni si interfacciano con Azure Quantum in modo da poter eseguire programmi Q# su simulatori e hardware quantistico da provider di Azure Quantum. QDK include anche diversi simulatori locali per eseguire programmi Q# nel computer personale.

Opzioni per sviluppare ed eseguire programmi Q#

Sviluppare programmi Q# e gestire processi Q# inviati a Azure Quantum tramite gli ambienti di sviluppo seguenti:

  • Visual Studio Code: Scrivere, eseguire ed eseguire il debug di codice Q# nell'ambiente locale e inviare processi a Azure Quantum con l'estensione QDK in Visual Studio Code (VS Code). Installazione richiesta.
  • Jupyter Notebook: Sviluppare codice Q# e inviare processi a Azure Quantum in Jupyter Notebook con il modulo qdk.qsharp Python. Installazione richiesta.
  • Azure portal: Gestisci la sottoscrizione di Azure e l'area di lavoro di Azure Quantum e accedi alle informazioni sui provider quantistici e sui processi inviati. Richiede un account Azure.

L'opzione scelta dipende dall'esperienza di codifica, dalla conoscenza quantistica e dagli obiettivi. Ogni opzione ha caratteristiche e funzionalità diverse, quindi puoi usarle insieme. Ad esempio, scrivere programmi Q# con l'estensione QDK in VS Code e gestire l'area di lavoro quantistica nel portale di Azure.

Visual Studio Code

VS Code è un editor di codice open source gratuito da Microsoft. Con l'estensione QDK per VS Code, è possibile creare programmi Q# e caricare esempi Q# predefiniti. QDK in VS Code offre le funzionalità di sviluppo locali seguenti e altro ancora per i programmi Q# (.qs file):

  • Messaggistica degli errori
  • Evidenziazione della sintassi
  • Risoluzione dei problemi
  • CodeLens
  • IntelliSense
  • Stima delle risorse di un computer quantistico

Nota

L'estensione QDK fornisce anche il supporto del linguaggio per i programmi OpenQASM (.qasm file).

Non è necessario un account Azure per usare QDK in VS Code, ma è necessario un account Azure per inviare processi a Azure Quantum con QDK. È possibile usare QDK per connettersi all'area di lavoro Azure Quantum da VS Code ed eseguire programmi Q# nei computer quantistici e nei simulatori di provider di Azure Quantum diversi. Per altre informazioni, vedere Come inviare programmi Q# con Visual Studio Code.

Per iniziare a usare l'estensione QDK in VS Code, vedere Configurare QDK.

Nota

L'estensione QDK è disponibile anche in VS Code for the Web, che fornisce le stesse funzionalità di connettività Azure e linguaggio Q# della versione desktop. Tuttavia, il Web non supporta i programmi Python, Qiskit o Cirq.

L'estensione QDK in VS Code è adatta per me?

VS Code è un ambiente ricco di funzionalità che include CodeLens e IntelliSense per semplificare la scrittura, l'esecuzione e il debug di programmi quantistici Q# e OpenQASM. Se si ha esperienza di scrittura del codice e si vuole esplorare in modo approfondito Q#, VISUAL Studio Code è adatto alle esigenze.

La tabella seguente illustra le operazioni che è possibile e non è possibile eseguire in VS Code:

È possibile: Non è possibile: È necessario:
  • Eseguire programmi Q# e OpenQASM.
  • Caricare esempi di codice.
  • Eseguire il debug dei programmi.
  • Salvare i programmi e i risultati.
  • Visualizzare i messaggi di errore del compilatore.
  • Connettersi all'area di lavoro di Azure Quantum.
  • Visualizzare i circuiti quantistici.
  • Usare lo strumento di stima delle risorse.
  • Gestire le sottoscrizioni e le aree di lavoro.
  • Gestisci le tue attività quantistiche.
  • Scegli fornitori e piani per il calcolo quantistico.
  • Per installare VS Code.
  • Per installare l'estensione QDK.
  • Una sottoscrizione di Azure e un'area di lavoro quantistica (se si vogliono eseguire programmi su hardware reale).

Notebook di Jupyter

QDK include una libreria di qdk Python avanzata che consente di sviluppare programmi Q# in .py Python file o Jupyter Notebook. La libreria di Python QDK supporta anche altri linguaggi quantistici, ad esempio Qiskit, Cirq e PennyLane.

La libreria qdk Python include diversi moduli che consentono di sviluppare programmi quantistici e gestire processi Azure Quantum. Ad esempio, il modulo qsharp consente di scrivere codice Q# in Jupyter Notebook e il modulo azure consente di connettersi all'area di lavoro quantistica e inviare processi a Azure Quantum.

Per una panoramica delle funzionalità della libreria e del modulo qdk Python, vedere la descrizione del progetto QDK nel sito Web PyPi.

È Python e Jupyter Notebook giusto per me?

Jupyter Notebook è comodo per scrivere codice Python e visualizzare l'output, tutto in un unico ambiente di sviluppo. Se si preferisce sviluppare in Python e si vuole supportare più linguaggi di programmazione quantistica, la libreria di Python QDK e Jupyter Notebook sono disponibili.

La tabella seguente illustra le operazioni che è possibile e non è possibile eseguire in Python e Jupyter Notebook:

È possibile: Non è possibile: È necessario:
  • Sviluppare in più linguaggi di programmazione quantistica.
  • Salvare i programmi e i risultati.
  • Connettersi all'area di lavoro di Azure Quantum.
  • Visualizzare i circuiti quantistici.
  • Usare lo strumento di stima delle risorse.
  • Gestire le sottoscrizioni e le aree di lavoro.
  • Gestisci le tue attività quantistiche.
  • Scegliere fornitori e piani di calcolo quantistico.

Portale di Azure

Il portale di Azure è l'interfaccia principale della piattaforma di cloud computing di Microsoft Azure. Dal portale è possibile creare un'area di lavoro Azure Quantum per eseguire programmi quantistici, inviare processi a provider hardware quantum e archiviare i risultati dei processi in un account di archiviazione Azure Quantum. È anche possibile gestire le sottoscrizioni, l'attività, l'utilizzo del credito, le quote e il controllo di accesso.

È il portale di Azure giusto per me?

Dal portale di Azure è possibile concedere a un gruppo di utenti, ad esempio i membri del team o gli studenti, l'accesso all'area di lavoro quantistica. Se si vogliono gestire i processi e le sottoscrizioni, esaminare le fatture o provare provider quantistici diversi, il portale di Azure è adatto.

La tabella seguente illustra le operazioni che è possibile e non è possibile eseguire nel portale di Azure:

È possibile: Non è possibile: È necessario:
  • Creare aree di lavoro quantistiche.
  • Gestire le sottoscrizioni e le aree di lavoro.
  • Copiare le chiavi di accesso dell'area di lavoro.
  • Gestisci le tue attività quantistiche.
  • Salvare i programmi e i risultati.
  • Scegli fornitori e piani di calcolo quantistico.
  • Sviluppare programmi quantistici
  • Visualizzare circuiti e risultati quantistici.
  • Calcolare le stime delle risorse per i programmi.
  • Una sottoscrizione di Azure.
  • Un'area di lavoro di Azure Quantum.

Risorse di formazione su Q#

Per apprendere ed esplorare il linguaggio di programmazione Q#, usare le risorse seguenti:

  • Percorso di apprendimento di Azure Quantum: se si è interessati al calcolo quantistico, ma non si sa da dove iniziare, seguire questo percorso di apprendimento. Tramite una serie di moduli interattivi si apprenderà il calcolo quantistico e come sviluppare soluzioni quantistiche in Azure Quantum usando Q# e QDK.
  • Quantum Katas: Impara il calcolo quantistico e la programmazione con questi tutorial da seguire al tuo ritmo, ciascuno corredato della relativa teoria e di esercizi in Q# per mettere alla prova le tue conoscenze.
  • Esempi di codice Q#: creare la prima soluzione quantistica con questi esempi Q# pronti per l'uso. Si tratta di quattro aree: algoritmi quantistici, stima delle risorse, costrutti di linguaggio e notebook jupyter.
  • QDK playground: esplorare gli algoritmi quantistici comuni scritti in Q#. Il playground è ospitato in VS Code per il Web e viene preconfigurato con QDK, quindi non è necessario installare nulla.

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