Microsoft、「Azure Quantum Development Kit」のプレビュー版を提供開始：Rustをベースに再構築した量子コンピューティングプラットフォーム向け開発キット

Microsoftは、「Azure Quantum Development Kit」のプレビュー版の提供を開始したと発表した。

[＠IT]

　Microsoftは2023年9月19日（米国時間）、「Microsoft Azure」で提供する量子コンピューティングクラウドサービス「Azure Quantum」向けの開発キット「Azure Quantum Development Kit」（以後、QDK）のプレビュー版を提供開始すると発表した。

　QDKは2017年後半に初めてリリースされ、以降進化を続けたが、複雑さと依存性のために複数の課題に直面していたという。これらの課題に対処するため、開発チームは次の目標を設定し、プレビュー版のQDKを開発した。

• ユーザーエクスペリエンスの簡素化：QDKは複雑で、特に.NETに精通していない開発者にとっては、インストール時や使用時に混乱を招く原因となっていた。セットアップからコーディング、トラブルシューティングに至るまで、簡素化されたユーザーフレンドリーな体験を提供することを目標とした
• プラットフォームのサポート：既存のQDKは、Apple SiliconやWindows on ARM64など、プラットフォーム固有のコードや依存関係に問題を抱えていた。そのため、ブラウザベースのツールを含め、より広範なプラットフォームのサポートを確保することに目標を置いた
• パフォーマンスと信頼性：既存のQDKには大規模かつ複雑な依存関係があり、パフォーマンスと信頼性に問題があった。そのため目標をパフォーマンスと信頼性を向上させるために、依存関係の合理化に置いた
• エンジニアリングの速度：複数のリポジトリ、ビルドパイプライン、言語、ランタイム、配布チャネルがあるため、エンジニアリングプロセスは複雑で時間がかかっていた。開発プロセスを簡素化し、より効率的で生産性の高いものにすることを目標にした

新しく提供されるQDKの特徴

　プレビュー版としてリリースされた新たなQDKは、以下の原則に基づいて設計されている。

ほとんどをRustで記述

　新しいQDKは主にRustで記述されている。この選択により、コードベースはさまざまなプラットフォーム向けのネイティブバイナリに対応できるほか、Webブラウザで実行するためのWebAssembly用にビルドすることもできる。コードベースを小さくし、高速なバイナリを作成できるとした。

最小限の依存関係

　開発チームは、学習、インストール、メンテナンス、最終的な製品サイズに関連するコストを削減するために、依存関係を最小限に抑えた。

• Rust：コアとなる言語
• Python：パッケージをビルド、PyPIに出荷し、リポジトリ内のタスクのスクリプト作成に Python を使用
• JavaScript（TypeScriptを含む）Visual Studio Code（VS Code）拡張機能を構築し、Web統合コードを作成

QDKの依存関係（提供：Microsoft）

簡素化された高速エンジニアリング

　QDKを用いた開発環境の構築は迅速で容易になったという。製品の開発を効率的に進めることができ、ビルド／インフラストラクチャのメンテナンスも容易になるとした。

必要不可欠な機能への集中

　QDKに追加される機能は、明確な目的を持ち、大きな価値を提供するものでなければならない。このアプローチにより、製品はより合理化され、将来の開発のための複雑なコードベースは少なくなる。

QDKの処理速度や性能はどう変化しているのか、使い勝手はどうなるのか

　従来のQDKは、ローカルで180MBを超えるバイナリを作成していた。新しいQDKのVS Code拡張パッケージは約700KBで、VS Code用のQ#開発ツールが含まれている。

　Microsoftによると、従来のQDKでは、特定のプログラムのコンパイルに数分かかっていたが、新しいQDKではミリ秒単位まで短縮された。言語サービスはほとんど瞬時に動作し、ほとんどの操作はキー入力と同時に実行される。シミュレーターは、標準的なノートPCで、多くの一般的なアルゴリズムについて、1秒間に何千もの「ショット」が実行可能だという。新しいQDKのビルドパイプラインははるかに高速で、メインブランチへの各コミットにかかる時間は約10分とした。

「VS Code for the Web」をサポート

　新しいQDKはVS Code for the Webをサポートしており、ユーザーはローカルにインストールすることなく、ブラウザ上でQDKを含むIDEを実行可能だ。全ての機能が、VS Codeデスクトップでもブラウザでも同じように動作する。ユーザーは、Q#ファイルの編集、量子シミュレーターの実行、Azure Quantum Workspacesでの作業を、全てWebブラウザ上で完結させられる。

安定版の提供に向けて、機能追加や改善を予定

　Microsoftは、QDKの安定版リリースまでに以下の機能追加や改善を実施予定としている。

• マルチファイル対応：プレビューではQ#プログラムの全コードを1つのソースファイルにする必要がある
• より豊富なQIRサポート：プレビューはQIRの基本プロファイルをサポートするハードウェア用のプログラムをコンパイルできる。ハードウェアの一部がより高度な機能をサポートし始めたため、そのサポートも追加予定だ
• 移行：既存のQDKとの完全な後方互換性がないため、サンプルやドキュメントを更新予定