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クイック スタート: 最初のリソース見積もりを実行する

  • [アーティクル]

Azure Quantum リソース推定ツールを使用して、Q# プログラムのリソースを見積もる方法について説明します。 この記事では、ローカル リソース推定ツールを使用して Q# プログラムのリソースを見積もる方法について説明します。

Note

Microsoft Quantum Development Kit (クラシック QDK) は、2024 年 6 月 30 日以降サポートされなくなります。 既存の QDK 開発者の場合は、量子ソリューションの開発を続けるために、新しい Azure Quantum Development Kit (Modern QDK) に移行することをお勧めします。 詳細については、「Q# コードを Modern QDK に移行する」を参照してください。

前提条件

ヒント

ローカル リソース推定ツールを実行するために Azure アカウントを持っている必要はありません。

Q# サンプル プログラムを読み込む

  1. VS Code で、[ファイル>の新しいファイル] を選択し、RandomNum.qs としてファイルを保存します。
  2. RandomNum.qs を開き、「Random Bit sample」と入力sampleし、[Random Bit sample]\(ランダム ビット サンプル\) を選択してファイルを保存します。

Resource Estimator を実行する

Resource Estimator には、事前に定義された 6 つの量子ビット パラメーターが用意されています。そのうちの 4 つにはゲートベースの命令セットがあり、2 つには Majorana 命令セットがあります。 また、2 つの量子エラー修正コードと floquet_code. surface_code

この例では、qubit_gate_us_e3 量子ビット パラメーターと surface_code 量子エラー訂正コードを使って Resource Estimator を実行します。 詳細については、「リソース推定器のターゲット パラメーター」を参照してください。

  1. [表示 -> コマンド パレット] を選択するか、Ctrl キーを押しながら Shift キーを押しながら P キーを押し、「リソース」と入力します。Q#: [リソース見積もりの計算] オプションが表示されます。 このオプションを選ぶと、Resource Estimator ウィンドウが開きます。
  2. リソースを見積もる [量子ビット パラメーターとエラー訂正コード] の種類を 1 つまたは複数選ぶことができます。 この例では、qubit_gate_us_e3 を選び、[OK] をクリックします。
  3. [エラー予算] を指定するか、既定値の 0.001 を受け入れます。 この例では、既定値のままにして Enter キーを押します。
  4. ファイル名 (この場合は RandomNum) に基づいて既定の結果名をそのまま使用するには、Enter キーを押します。

結果の表示

Resource Estimator は、同じアルゴリズムに対して複数の見積もりを提供し、それぞれが量子ビット数とランタイムの間のトレードオフを示します。 ランタイムとシステムスケールのトレードオフを理解することは、リソース推定の最も重要な側面の 1 つです。

  1. リソース見積もりの結果は、[Q# 見積もり] ウィンドウに表示されます。

  2. [結果] タブには、リソース見積もりの概要が表示されます。 最初の行の横にあるアイコンをクリックして、表示する列を選びます。 実行名、推定の種類、量子ビットの種類、qec スキーム、エラーバジェット、論理量子ビット、論理深さ、コード距離、T 状態、T ファクトリ、T ファクトリ分数、ランタイム、rQOPS、物理量子ビットから選択できます。

    選択したリソース見積もり出力を選択するメニューを表示する方法を示すスクリーン ショット。

    結果テーブルの [推定の種類] 列では、アルゴリズムの {量子ビット数、ランタイム} の最適な組み合わせの数を確認できます。 これらの組み合わせは、時空間図で確認できます。

    Note

    構成で複数の量子ビット パラメーターとエラー訂正コードを選ぶと、結果は [結果] タブのさまざまな行に表示されます。表の結果をクリックすると、対応する空間図とレポート データが表示されます。

  3. 時空間図は、物理量子ビットの数とアルゴリズムのランタイムとのトレードオフを示しています。 この場合、Resource Estimator は、可能な数千の組み合わせのうち、1 つの最適な組み合わせを見つけます。 各 {量子ビット数、ランタイム} ポイントにカーソルを合わせると、その時点でのリソース推定の詳細を確認できます。 詳細については、時空間図を参照してください。

    リソース推定器の時空間図を示すスクリーン ショット。

    Note

    空間ダイアグラムとそのポイントに対応する リソース推定の詳細を表示するには、空間時間ダイアグラムの 1 つのポイント ({量子ビット数、ランタイム} ペア) をクリックする必要があります。

  4. [空間図] タブには、アルゴリズムと T ファクトリに使われる物理量子ビットの分布が表示されます。 この例では、アルゴリズムが T ファクトリ コピーを使用しないため、アルゴリズムの量子ビットと合計量子ビットは同じです。 詳細については、「時空間図」を参照してください。

    リソース推定器の空間図を示すスクリーン ショット。

  5. 最後に、[Resource Estimator] タブには、Resource Estimator の出力データの完全な一覧が表示されます。 詳しい情報が含まれているグループを折りたたんで、コストの詳細を確認できます。 たとえば、[論理量子ビット パラメーター] グループを折りたたみます。 詳細については、リソース推定器のリソース推定器のレポート データを参照してください。

    論理量子ビット パラメーター Value
    QEC スキーム surface_code
    コード距離 5
    物理量子ビット 50
    論理サイクル時間 3 ミリセクス
    論理量子ビット エラー率 3.00E-5
    交差の前因子 0.03
    エラー訂正のしきい値 0.01
    論理サイクル時間の数式 (4 * twoQubitGateTime + 2 * oneQubitMeasurementTime) * codeDistance
    物理量子ビットの数式 2 * codeDistance * codeDistance

    ヒント

    [詳細行の表示] をクリックすると、レポート データの各出力の説明が表示されます。

Resource Estimator の完全な機能は、このクイックスタートの範囲外です。 詳細については、「さまざまな SDK と IDE でリソース推定ツールを使用する」を参照してください。

Note

リソース推定ツールの使用中に問題が発生した場合は、[トラブルシューティング] ページをチェックするか、お問い合わせくださいAzureQuantumInfo@microsoft.com。

次のステップ