Azure Quantum Development Kit (QDK) の概要

Azure Quantum サービスを使用して量子コンピューティングを開発するために使用できるさまざまな環境オプションについて説明します。 すべての環境で、Azure Quantum Development Kit (QDK) を使用します。これは、量子プログラミング言語Q#と付属ライブラリを含むオープンソースツールのセットです。 QDK を使用すると、さまざまな IDE と言語を使用して量子コンピューティング アプリケーションを開発し、Azure Quantum を使用して量子シミュレーターまたは量子ハードウェアで実行できます。

量子プログラムの実行

Azure Quantum には、量子プログラミングの探索を開始するための複数の環境が用意されています。

* VS Code と VS Code (Web) は、IntelliSense やデバッグなどの豊富な Q# 言語サポートを提供します。

Azure Quantum Web サイト

Azure Quantum Web サイトではオンライン コード エディターでブラウザーでコード Q#を直接記述して実行し、VS Code on the Web でコードを直接開くことができますワンクリックでインストールも Azure アカウントも必要ありません。 独自の Q# コードを記述するか、組み込みのサンプルを使用するか、Azure Quantum で Copilot に Q# コードを作成するように求めるメッセージを表示します。 詳細については、「 Explore Azure Quantum」を参照してください。

Azure Quantum ポータル

Azure Quantum ポータルには、量子シミュレーターまたは量子ハードウェア targets上の Jupyter Notebook で量子コードを作成、アップロード、格納、実行できるインストール不要の開発環境が用意されています。 サンプル Jupyter Notebook のギャラリーが用意されており、 Q#、Python、および Qiskit および Cirq 回線の実行で量子プログラミングを開始できます。 ポータルから、量子ワークスペース、ジョブ、アクティビティ、クレジットと使用状況、アクセス制御を管理することもできます。 開始するには、 Azure Quantum ワークスペースの作成に関するページを参照してください。

Visual Studio Code

QDK VS Code 拡張機能は、 Q# 言語および量子開発ツールの最新バージョンです。 フットプリントが小さく、パフォーマンスが向上し、合理化されたインストール、言語の改善、統合された Python、Jupyter Notebook、および Qiskit のサポート、量子ハードウェアへのジョブの送信のための統合された Azure 接続、デバッガーのサポート、構文の強調表示とエラー メッセージの改善が特徴です。 QDK はプラットフォームに依存せず、Windows、Mac、Linux、および Web 上で実行されます。 セットアップ情報については、「 QDK のインストールを参照してください。

Visual Studio Code on the Web

VS Code on the Web は、インストールされているバージョンの VS Code と同じパフォーマンス、Azure 接続、および Q# 言語機能 (構文の強調表示、IntelliSense、デバッグなど) を提供する無料のリソースです。詳細については、拡張機能の一部を引いた値 ( comparison テーブル を参照してください)。 vscode.dev/quantum は事前構成済みの量子環境を提供し、 vscode.dev/quantum/playground/ は構成済みの量子環境、サンプル コード、学習コンテンツを提供して、ユーザーを稼働させます。

VS Code への QDK のインストール

QDK をインストールするには:

1. VS Code で、 Microsoft Quantum Development Kit 拡張機能を無効またはアンインストールします。
2. python -m pip uninstall qsharp qsharp-core qsharp-chemistry azure-quantum を実行します。
3. 必要に応じて、最新バージョンの VS Code をインストールするかVS Code on the Web を開きます。
4. Azure Quantum Development Kit 拡張機能をインストールします。

これで終了です。 組み込みの量子シミュレーターに対してQ#プログラムを作成、デバッグ、実行できるようになりました。また、既に Azure アカウントを持っている場合は、 プログラムを接続して量子ハードウェアに送信できます。すべて VS Code から実行できます。

セットアップをテストするには、「 Azure Quantum に Q# ジョブを送信する」を参照してください。

Python と Jupyter Notebook のサポートを追加する

Python のサポートが追加されたので、Python プログラムまたは Jupyter Notebook から Q# コードを埋め込んだり呼び出したり、組み込みの量子シミュレーターで実行したり、Azure ワークスペースに接続して、ジョブを量子ハードウェア (すべて VS Code から) 送信したりできます。

前提条件

• Python と Pip がインストールされている Python 環境 (3.9 以上、3.11 をお勧めします)。
• QDK 拡張機能がインストールされている VS Code。

Python と Jupyter Notebook のサポートを追加するには:

1. VS Code の Python および Jupyter 拡張機能をインストールします。

2. qsharpパッケージとazure-quantum パッケージをインストールします。

   python -m pip install qsharp azure-quantum
   

3. Qiskit または Cirq サポートの場合は、[qiskit] パラメーターまたは [cirq] パラメーターを使用して azure-quantum をインストールします。

   重要

   以前の Qiskit 環境から更新する場合は、「 Qiskit サポートを使用して azure-quantum パッケージを更新するを参照してください。

   python -m pip install azure-quantum[qiskit]
   or
   python -m pip install azure-quantum[cirq]
   or
   python -m pip install azure-quantum[qiskit, cirq]
   

4. 結果を表示し、Jupyter Notebook で動作するために必要な場合があるオプションの Python パッケージをインストールします。

   python -m pip install ipykernel ipympl jupyterlab
   

セットアップをテストするには、「 Submit Q# jobs with Python または Submit Q# jobs with Jupyter Notebooks」を参照してください。

Azure CLI のサポートを追加する

Azure CLI は、VS Code のターミナル ウィンドウを使用して量子ジョブを送信するためのオプションの方法です。

1. Azure CLI をインストールします。

2. 最新の Azure CLI quantum 拡張機能をインストールします。 コマンド プロンプトを開き、次のコマンドを実行します。

   az extension add \
       --upgrade \
       -n quantum
   

セットアップをテストするには、「Q# ジョブを Azure Quantum に送信するを参照してください。

関連するコンテンツ

Azure portal を使用して以下を実行します。

• Azure Quantum で Jupyter ノートブックを操作する
• Qiskit 回線を作成して送信し 量子ハードウェアに送信します。
• Quantum Katas を使用した量子コンピューティングについて学習する