量子コンピュータのプログラミング方法を学べる――Microsoft、「Quantum Development Kit」プレビュー版をリリース：量子テレポーテーションに慣れ親しめるかも

Microsoftは、PC上で「Q#」言語を使って量子コンピュータアプリケーションを作成し、シミュレーターでテストできる「Quantum Development Kit」プレビュー版の無料配布を開始した。

[＠IT]

　Microsoftは2017年12月11日（米国時間）、「Quantum Development Kit」プレビュー版の無料配布を開始したと発表した。このキットには、プログラミング言語「Q#」、量子コンピューティングシミュレーターなど、量子コンピュータアプリケーションを作成したい開発者向けのリソースが含まれている。Q#は、量子コンピューティング専用に一から開発された言語だ。

　Quantum Development Kitは、Microsoftが2017年9月に開催した法人顧客向け年次イベント「Microsoft Ignite」で初めて発表したもの。量子力学の専門家かどうかを問わず、量子コンピュータのプログラミング方法を学びたい開発者向けに設計されている。

　Quantum Development Kitは、Microsoftの統合開発環境「Visual Studio」と統合されているため、他のプログラミング言語で既にアプリケーションを開発している人にはおなじみの要素がある。また、同キットの一部としてリリースされたローカル量子シミュレーターとともに動作するよう設計されている。このシミュレーターは、通常のノートPCで30論理量子ビット（量子コンピュータにおける情報保持の単位）程度の量子コンピューティング能力をシミュレートできる。開発者は自分のコンピュータ上の小規模なインスタンスで量子コードのデバッグやプログラムのテストを行える。

　開発者はQuantum Development Kitとともに、ドキュメント、ライブラリ、サンプルプログラムの包括セットも利用できる。これらによって、「量子テレポーテーション」をはじめとする、量子コンピューティングシステム固有の要素に慣れ親しむことができる。なお量子テレポーテーションは、「量子もつれ」という量子状態によって接続された量子ビット間で情報を安全に共有する方法だ。

　「このキットでは人々に、量子テレポーテーションのようなものに触れて、興味を持ってもらうことを目指している」とMicrosoftの主席研究者のクリスタ・スボア氏は語る。同氏は量子ソフトウェアおよびシミュレーターの開発を先導してきた1人だ。

　Microsoftは大規模な取り組みを想定して、40論理量子ビット以上のコンピューティング能力をシミュレートできるMicrosoft Azureベースのシミュレーターも提供している。

（左から）Microsoftの量子コンピューティングの取り組みを先導するチャールズ・マーカス氏、クリスタ・スボア氏、レオ・コウウェンホーベン氏、マイケル・フリードマン氏（写真：Brian Smale、出典：Microsoft）

トポロジカル量子コンピュータ

　Quantum Development Kitでは、量子シミュレーターで動作するアプリケーションを作成できる。作成したアプリケーションは、Microsoftが汎用量子コンピューティングとして開発している「トポロジカル量子コンピュータ」でも動作する見込みだ。

　「そのコードは、量子ハードウェアで動かすときも変更を加える必要がない。これは素晴らしいことだ」（スボア氏）

　Microsoftは、量子コンピューティングハードウェアからフルスタックのソフトウェアまで、全ての要素を含んだ堅牢な量子コンピューティングシステムを構築する計画を進めており、Quantum Development Kitの開発はその一環となる。同社の研究者は、量子コンピューティングにおける暗号化やセキュリティに関するプロジェクトにも力を入れている。

　Microsoftのアプローチは、堅牢な量子ビットである「トポロジカル量子ビット」の開発が中心となっている。Microsoftの専門家はトポロジカル量子ビットが、実用的なスケーラブル量子コンピューティングの優れた基盤を提供すると考えている。