El QDK incluye el lenguaje de programación cuántica , un lenguaje Q#de programación de código abierto de alto nivel que permite centrar el trabajo en el nivel de algoritmo y aplicación para crear programas cuánticos.
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El QDK ofrece compatibilidad con Q#, pero también para Qiskit y Cirq para la computación cuántica, por lo que si ya trabaja en otros lenguajes de desarrollo, también puede ejecutar los circuitos en Azure Quantum.
Q# es un lenguaje de programación de alto nivel y de código abierto para desarrollar y ejecutar algoritmos cuánticos. Forma parte del Kit de desarrollo de Quantum (QDK) y está diseñado para ser independiente del hardware, escalar a toda la gama de aplicaciones cuánticas y optimizar la ejecución. Para más información sobre el proyecto de desarrollo del lenguaje Q#, vea el repositorio de diseño de bibliotecas principales y Q# en GitHub.
Como lenguaje de programación, Q# dibuja elementos conocidos de Python, C# y F#, y admite un modelo de procedimientos básico para escribir programas con bucles, instrucciones if/then y tipos de datos comunes. También presenta nuevas estructuras y operaciones de datos específicas de cuanto, como la repetición hasta el éxito y la estimación de fase adaptable, que permiten la integración de cálculos cuánticos y clásicos. Por ejemplo, el control de flujo de un programa clásico se puede basar en el resultado de una medida cuántica.
Q# es un lenguaje independiente que ofrece un alto nivel de abstracción. No hay ninguna noción de un estado cuántico o un circuito; en su lugar, Q# implementa programas en términos de instrucciones y expresiones, de forma muy similar a los lenguajes de programación clásicos. Las distintas funcionalidades cuánticas (como la compatibilidad con funtores y construcciones de flujo de control) facilitan la expresión de, por ejemplo, la estimación de fase y algoritmos de química cuántica.
El lenguaje Q# admite la integración en la computación clásica y cuántica enriquecida. Esto permite una expresión limpia de algoritmos adaptables como la operación de estimación de fase de recorrido aleatorio que son difíciles de expresar directamente en el modelo de circuitos de una secuencia fija de puertas cuánticas.
En Q#, los cúbits son un recurso que se solicita desde el entorno de ejecución cuando son necesarios y se devuelven cuando ya no están en uso. Esto es similar a la forma en que los lenguajes clásicos se ocupan de la memoria del montón.
Q# es independiente del hardware, lo que significa que proporciona los medios para expresar y aprovechar conceptos eficaces de computación cuántica independientemente de cómo evolucione el hardware en el futuro. Para poder usarse en una amplia gama de aplicaciones, Q# le permite crear componentes y capas de abstracciones reutilizables. Para lograr un buen rendimiento con el tamaño creciente de hardware cuántico, el lenguaje de programación cuántica Q# garantiza la escalabilidad de las aplicaciones y del esfuerzo de desarrollo. Aunque la complejidad completa de estos cálculos requiere un mayor desarrollo de hardware, los programas de Q# se pueden configurar para que se ejecuten en distintos back-ends de hardware cuántico en Azure Quantum.
El lenguaje Q# se centra en expresar información para optimizar la ejecución de componentes cuánticos, independientemente del contexto en el que se invocan. Q# permite al desarrollador comunicar sus conocimientos sobre un cálculo para que el compilador pueda tomar una decisión informada sobre cómo traducirlo en instrucciones, aprovechando la información sobre la aplicación de un extremo a otro que no está disponible para el desarrollador.
Todo lo que necesita para escribir y ejecutar programas de Q#, incluido el compilador de Q#, las bibliotecas de Q# y los simuladores cuánticos, se implementa previamente en los cuadernos de Jupyter Notebook hospedados en el Azure Portal. El QDK también se puede instalar y ejecutar desde el equipo local, por lo que puede usar el IDE y el lenguaje que prefiera localmente y enviar trabajos a hardware cuántico o simuladores basados en la nube en Azure Quantum, o bien trabajar con simuladores locales. Para más información, vea Configuración del entorno de desarrollo cuántico. 2ff7e9595c
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