Microsoft根据“软件招式”（Code Katas）这一理念，开源了一个称为“Quantum Katas”的项目。该项目意在帮助开发人员迈出使用Q#语言实现量子计算的第一步。它提供了一组复杂度递增的编程练习，并可向学习者提供即刻反馈。

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Quantum Katas当前提供四种招式，每种招式涵盖一个特定的量子计算主题：

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  如何使用基本的量子计算逻辑门，包括使用单量子位（qubit）门和多量子位门。

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  准备叠加（Superposition）状态。叠加和纠缠（entanglement）是量子系统独具的特性。叠加允许在某个特定的量子位中同时存在多个逻辑状态。

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  在量子实验中，使用测量抽取经典信息（classical information）。测量步骤可能会使量子位脱离叠加态，这将会破坏量子系统的相干性。

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  编写实现经典函数和Deutsch–Jozsa算法的量子预言机（Oracle）。Deutsch–Jozsa算法是一种比确定性经典算法的速度快指数级别的量子算法。

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招式组织为一组复杂度递增的编程任务。每个任务使用测试驱动编程（TDD），关联到一个初始未通过的单元测试。在可用的参考资料帮助下，开发人员需要填充其中的代码，使测试得以通过。参考资料和参考解决方案一并提供在招式中。

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招式中涵盖的问题来自于Microsoft于去年九月首次推出的Q#编程大赛。

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下面给出两个例子。一个是几乎最简单的招式，翻转一个量子位的状态。另一个招式稍为复杂，根据当前状态更改量子位的状态。

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\//\    // 第一部分，单量子位逻辑门（Single-Qubit Gates）\    //\    // 任务1.1： 状态翻转：从\"|0\u0026gt;\"翻转为\"|1\u0026gt;\"，或是反之。\    // 输入：一个量子位，状态为|ψ\u0026gt; = α|0\u0026gt; + β|1\u0026gt;.\    // 目标：将量子位状态更改为 α|1\u0026gt; + β|0\u0026gt;。\    // 例子： \    //        如果量子位处于状态“|0\u0026gt;”，更改其状态为“|1\u0026gt;”。\    //        如果量子位处于状态“|1\u0026gt;”，更改其状态为“|0\u0026gt;”。\    // 注意：该操作是自伴的（self-adjoint），即再次应用同一操作，量子位将恢复原状态。\    operation StateFlip (q : Qubit) : ()\    {\        body\        {\            // Pauli X门将更改状态“|0\u0026gt;”为状态“|1\u0026gt;”，或是反之。 \            // Type X(q);\            // 然后重新构建项目，并重运行测试。现在，测试T11_StateFlip_Test将会通过~\            // ……\        }\        adjoint self;\    }\    // 任务1.6*：更改相位（Phase change）。\    // 输入：\    //     1. 一个状态为“β|0\u0026gt; + γ|1\u0026gt;”的量子位。 A qubit in state β|0⟩ + γ|1⟩.\    //     2.  以弧度表示的α角度，表示一个Double。\    // 目标：将量子位的状态更改如下：\    //        如果量子位的状态为“|0\u0026gt;”，不更改其状态；\    //        如果量子位的状态为“|1\u0026gt;”，更改其状态为“exp(i*alpha)|1\u0026gt;”；\    //        如果量子位处于叠加态，根据基矢量（basis vectors）的效果更改其状态。\    operation PhaseChange (q : Qubit, alpha : Double) : ()\    {\        body\        {\            // ……\        }\        adjoint auto;\    }

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运行Microsoft Quantum Katas需安装Quantum Development Kit开发包。该开发包提供了Windows 10、macOS和Linux上的可用版本。每个招式位于独自的目录中，并关联一个Visual Studio解决方案。在macOS和Linux上，只要安装了.NET Core SDK 2.0或以后的版本，开发人员就可以使用Visual Studio Code或命令行运行各个招式。

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查看英文原文： Microsoft Quantum Katas Help Developers Discover Quantum Computing with Q#