Quantum Development Kit : Q# 開発環境をインストールして検証する (翻訳/実践)

#Quantum Development Kit : Q# 開発環境をインストールして検証する (翻訳/実践)

12月11日に Microsoft Quantum Development Kit (QDK) の free preview 版がリリースされたことを受けて、先に、本家サイトのドキュメント "What is Quantum Computing?" を 「QDK: 量子コンピューティングとは何でしょう？」 として翻訳しておきました。
このドキュメントは量子コンピューティングと QDK の基本概念を説明しています。

次のステップとして、他にも基本概念を説明したドキュメントは多々ありますが、
少し実践的に Q# の開発環境を整えて簡単な量子テレポーテーション・サンプルを動かしてみたいと思います。

具体的には、"Installing and Validating the Q# Development Environment" を翻訳した上で忠実に実行していきます。

動作検証は Windows Server 2016 で行ないました。非常に簡単ですので、興味があれば是非お試しください。以下のステップを全部なぞっても 30 分程度しかかかりません :

• (まだ持っていないのであれば) Visual Studio 2017 Community Edition をインストール。

• QDK をインストール。
• Github レポジトリのサンプルを取り込んで実行する。

なお、ドキュメントの通りにやれば問題なくインストールができますが、文章だけでは分かりにくい箇所もありましたので、画面のスナップショットも併せて載せておきました。

##要件

• Quantum Development Kit と共にインストールされる、Microsoft の量子シミュレータは Advance Vector Extensions (AVX) を利用し、そして AVX が有効な CPU を必要とします。Q1 2011 (Sandy Bridge) またはそれ以後に出荷されたインテル・プロセッサーは AVX をサポートします。早期の CPU へのサポートは評価中で、詳細は後で発表するかもしれません。
• Quantum Development Kit と共に含まれるシミュレータは、実行するために Microsoft Windows の 64-bit インストールを必要とします。
• Visual Studio 2017

もし Visual Studio をインストールしていないのであれば、Visual Studio 2017 Community Edition を無料でダウンロードできます。

1. Visual Studio ダウンロード・ページ に行きます。

2. "Visual Studio Community 2017" の "Free download (無償ダウンロード)" ボタンをクリックします。

3. ブラウザのダウンロード・フォルダにナビゲートして名前が "vs_community" で始まる、実行ファイルの上をダブルクリックします。ファイル名は一様ではない数字のシークエンスを含むでしょう。

4. 重要！ 特定のワークロードのためのツールを選択するためのオプションが提示された時には、Universal Windows Platform development と .NET desktop development のためのボックスをチェックしてください。

5. ワークロードを選択した後は、インストールを完了するために "Install" をクリックします。

※ 訳注: 以下の画像は、上の 4. の指示どおりに選択したところです :

##Q# 開発環境を作成する

Microsoft Quantum Development Kit をインストールします。

1. Microsoft Quantum ページへブラウズして左上の "Download now" ボタンをクリックします。
2. Visual Studio マーケットプレースの Quantum Development Kit ページで、"Download" をクリックします。
3. ブラウザがダウンロード (ファイル) を "Open" あるいは "Save" のどちらを望むか尋ねてくるので、"Open" をクリックします。
4. セキュリティ・ソフトウェアが確認ペインを提示するかもしれません。"Allow" またはブラウザにより使用される同等な用語をクリックします。
5. Quantum Development Kit extension が Visual Studio 2017 内にインストールされます。

##貴方の環境を検証する

このセクションでは量子サンプル & ライブラリをクローンして、貴方の Q# 環境が正しくインストールされて構成されているか検証するためにサンプル・アプリケーションを実行します。

####1. Microsoft QDK Samples and Libraries GitHub レポジトリをクローン

a. Visual Studio をオープンします。
b. "Team Explorer" の "Connect" ビューをオープンします (Team > Manage Connections)。
c. "Local Git Repositories" の下の "Clone" を選択して "https://github.com/Microsoft/Quantum.git" を入力します。
d. レポジトリをクローンするために "Clone" をクリックします。
e. レポジトリはローカル・コンピュータにクローンされて、Visual Studio はライブラリとサンプルが導入された右の方の Solution Explorer にスイッチします。

※ 訳注 : 上の手順で Solution Explorer のペインが出現しています :

####2. QsharpLibraries.sln ソリューションをオープン

• この時、"Install Missing Features" ペインで促された場合には、必要なフィーチャーのインストールを許可するために "Install" をクリックしてください。これは殆どの場合、幾つかのサンプルにより使用される F# とツールです。

※ 訳注 : QsharpLibraries.sln ソリューションのオープンが完了した画面です :

####3. teleport サンプルプログラムを実行することにより貴方の Q# 環境を検証

a. QsharpLibraries ソリューションの "Samples > 0.Introduction" フォルダの TeleportationSample プロジェクト上を右クリックして、"Set as Startup Project" 上を左クリックします。
b. ソリューションを実行します (F5 キー)。もし teleport が動作して出力が次と同様であれば (各ラウンドで送られた各種 True/False 値で成功した teleportation を 8 ラウンド持ちます)、貴方の Q# 環境は Q# 開発をサポートする準備ができています :

Round 0:        Sent True,      got True. 
Teleportation successful!!
Round 1:        Sent False,     got False. 
Teleportation successful!!
...
Round 6:        Sent True,      got True. 
Teleportation successful!!
Round 7:        Sent False,     got False. 
Teleportation successful!!

※ 訳注 : TeleportationSample の実行画面です。上手くいったようです！

以上