量子

非推奨の通知

このリポジトリは廃止されました。

最新の QDK リポジトリについては、Microsoft/qsharp にアクセスしてください。

Azure Quantum Python パッケージを使用するサンプルについては、Azure Quantum Python リポジトリにアクセスしてください。

vscode.dev/quantum で VS Code for Web のモダン QDK を試すこともできます。

Modern QDK と Azure Quantum の詳細については、https://aka.ms/AQ/Documentation を参照してください。

クラシック QDK

これらのサンプルは、さまざまな量子コンピューティング タスクに対する Quantum Development Kit の使用を示します。

各サンプルはフォルダー内に自己完結型であり、Q# を使用して量子アプリケーションを開発する方法を示します。

少数のサンプルには、Quantum 開発キットの残りの部分を超える追加のインストール要件があります。これらは、完全なインストール手順とともに、各サンプルの README.md ファイルに記載されています。

はじめる

量子開発キットのインストール方法については、オンライン ドキュメントで説明されています。このドキュメントには、量子プログラミングの概念の紹介も含まれています。

Visual Studio Code または GitHub Codespaces を使用して開発環境を最初からセットアップする方法のクイック ガイドについては、ここを参照してください。

便宜上、Docker イメージ定義も提供されています。その構築方法と使用方法については、ここを参照してください。

最初のサンプル

量子または量子開発キットを初めて使用する場合は、「Getting Started」サンプルから始めることをお勧めします。

上記のオプションのいずれかを使用して開発環境をセットアップした後、ターミナル経由でsamples/getting-started/teleportationを参照し、 dotnet runを実行してみてください。次のようなものが表示されるはずです。

 Round 1: Sent False, got False.
Teleportation successful!
Round 2: Sent True, got True.
Teleportation successful!
Round 3: Sent False, got False.
Teleportation successful!
Round 4: Sent False, got False.
Teleportation successful!
Round 5: Sent False, got False.
Teleportation successful!
Round 6: Sent False, got False.
Teleportation successful!
Round 7: Sent True, got True.
Teleportation successful!
Round 8: Sent False, got False.
Teleportation successful!

おめでとうございます。量子プログラミングを開始できるようになりました。

さらに進む

量子開発をさらに進めるために、探索できるようにいくつかの異なるカテゴリのサンプルが提供されています。

• アルゴリズム: これらのサンプルは、データベース検索や整数因数分解などのさまざまな量子アルゴリズムを示します。
• 算術: これらのサンプルは、算術データを一貫して変換する方法を示しています。
• 特性評価: これらのサンプルは、古典的なデータから量子システムの特性を学習する方法を示します。
• 化学: これらのサンプルは、量子化学ライブラリの使用法を示します。
• 診断: これらのサンプルは、Q# アプリケーションを診断およびテストする方法を示します。
• 誤り訂正: これらのサンプルは、Q# プログラムで量子誤り訂正コードを使用する方法を示します。
• 相互運用性: これらのサンプルは、さまざまなホスト言語で Q# を使用する方法を示しています。
• 機械学習: これらのサンプルは、半月とワインのデータセットで単純な逐次モデルをトレーニングする方法を示します。
• Numerics : このフォルダー内のサンプルは、数値ライブラリの使用方法を示しています。
• ランタイム: これらのサンプルは、Q# シミュレーション ランタイムの操作方法を示します。
• シミュレーション: これらのサンプルは、さまざまなハミルトニアンのもとで進化をシミュレーションする方法を示しています。

また、Quantum Development Kit サンプルの正確性をチェックするために使用される単体テストを確認することをお勧めします。

開発環境のセットアップ

このリポジトリには、コーディングを簡単に開始できるようにするいくつかの構成ファイルが含まれています。以下に、VSCode または Jupyter ノートブックの使用を開始するための手順をいくつか示します。

Visual Studioコード

コードをローカルで開発する場合は、Visual Studio Code などのエディターをインストールすることをお勧めします。必ず .NET Core SDK 3.1 以降をローカル マシンにインストールしてください。 QDK を使用した開発用に VS Code をセットアップする方法の詳細については、こちらのドキュメントを参照してください。

VS Code と .NET Core SDK をインストールしたら、このリポジトリをコンピューターにダウンロードし、VS Code でフォルダーを開きます。エディターは.vscodeフォルダー内のファイルを自動的に認識し、推奨される拡張機能をインストールするように要求します。これには、QDK を始めるための最も早い方法である Visual Studio Code 拡張機能用の Microsoft Quantum Development Kit が含まれています。

ターミナルを開いて最初のサンプルの実行を開始します (ここを参照)。

Docker で Jupyter Notebook を実行する

Q# で開発をすぐに開始するもう 1 つの方法は、Docker を使用し、ローカル マシン上で Jupyter ノートブックを起動することです。付属の Dockerfile を使用して、Quantum Development Kit を使用して C#、Python、または Jupyter で量子アプリケーションを構築するために必要なライブラリをすべて含む Docker イメージを作成できます。

Docker をインストールしたら、次のコマンドを使用して開始できます。

Docker イメージをビルドしてiqsharpタグを付けるには、次のようにします。

docker build -t iqsharp .

対話型コマンドラインを使用してiqsharp-containerという名前のコンテナーでイメージを実行し、コンテナーのポート 8888 をローカル ポート 8888 (jupyter の実行に必要) にリダイレクトするには、次のようにします。

docker run -it --name iqsharp-container -p 8888:8888 iqsharp /bin/bash

対応するコンテナー コマンド ラインから、次を使用して C# バージョンのテレポーテーション サンプルを実行できます。

 cd ~ /samples/getting-started/teleportation && dotnet run

同様に、以下を使用してテレポーテーション サンプルの Python バージョンを実行できます。

 cd ~ /samples/getting-started/teleportation && python host.py

最後に、テレポーテーション サンプルのイメージ内で Jupyter Notebook を起動するには、次を使用します。

 cd ~ /samples/getting-started/teleportation && jupyter notebook --ip=0.0.0.0 --no-browser 

Jupyter が起動したら、ブラウザで Teleportation ノートブックを開くことができます (前のステップで jupyter を起動したときに jupyter によって生成されたトークンが必要になります)。

http://localhost:8888/notebooks/Notebook.ipynb

完了したら、 iqsharp-containerという名前のコンテナを削除します。

docker rm --force iqsharp-container