はじめに¶

インストール¶

ローカルで始める

QiskitはPython3.6以降をサポートしています。ただし、PythonとQiskitはどちらもエコシステムを進化させており、どちらか一方で新しいリリースが発生すると、互換性に問題が生じる場合があります。

科学技術計算用クロスプラットフォームのPythonディストリビューションである Anaconda をインストールすることをおすすめします。Qiskit tutorials とのやり取りには、Anacondaに含まれるJupyter Notebookをおすすめします。

Qiskitは以下の64ビットシステムでテストされサポートされています。

Ubuntu 16.04またはそれ以降
macOS 10.12.6またはそれ以降
Windows 7またはそれ以降

Qiskitを他のアプリケーションから明確に分離して、経験をよりよいものにするため、Python仮想環境を使用することをおすすめします。

環境を使用するもっともシンプルな方法は、Anacondaに含まれている conda コマンドを使う方法です。Conda環境では、Pythonの特定のバージョンおよびライブラリを指定することができます。作業したいディレクトリでターミナルウィンドウを開きます。

Anaconda に同梱されているAnaconda プロンプトを使用することをお勧めします。ユーザーはAnaconda 内に仮想環境を構築して、その環境をアクティベートする必要があります。これらのコマンドは、 Windows または linux マシンに関係なく、 Anaconda プロンプトで実行できます。

Pythonのみをインストールした最小環境を作ります。

conda create -n ENV_NAME python=3

新しい環境をアクティブにします。

conda activate ENV_NAME

次に、 Qiskit パッケージをインストールします。

pip install qiskit

パッケージが正しくインストールされている場合は、 conda list を実行して、仮想環境でアクティブなパッケージを確認できます。

可視化機能やJupyter notebookを使用する場合は、Qiskitに visualization 機能を追加してインストールすることをお勧めします。

pip install qiskit[visualization]

zshユーザー（新しいバージョンのmacOSのデフォルトシェル）の場合は、 qiskit[visualization] を引用符で囲む必要があります。

pip install 'qiskit[visualization]'

クラウドで始める

以下のクラウドベンダーの環境では、Qiskitがプレインストールされています。

IBM Quantum Lab

Build quantum applications and experiments with Qiskit in a cloud programming environment.

Strangeworks

A platform that enables users and organizations to easily apply quantum computing to their most pressing problems and research.

ソースからインストールする

ソースからエレメントをインストールすることにより、Python Package Index (PyPI) リポジトリのバージョンを使う代わりに、最新のQiskitバージョンにアクセスすることが出来ます。これにより、Qiskit コードの最新版を調査したり、拡張することがより効果的にできるようになります。

ソースからエレメントやコンポーネントをインストールする時には、デフォルトでは、stable バージョン( pip パッケージとして公開されているコードベースと同じもの) ではなく、 development バージョン( master git ブランチに該当) が使われます。エレメントやコンポーネントの development バージョンは通常新しい機能や変更が含まれているため、一般的には他の項目についても development バージョンを利用することが求められています。

TerraとAerのパッケージは、インストールする前にソースからビルドするためのコンパイラーが必要です。Ignis、Aqua、および IBM Quantum Provider バックエンドは、コンパイラーを必要としません。

pip のバージョンがソースバージョンより古い場合に、要求するものよりも古いバージョンをインストールしてしまうことを防ぐため、ソースからエレメントをインストールするには以下の順番で実施します：

qiskit-terra
qiskit-aer
qiskit-ignis
qiskit-ibmq-provider (IBM Quantum デバイスやオンライン・シミュレーターに接続する場合)

いくつかのコンポーネントとエレメントで同時に作業したい場合には、各エレメントに対して以下のステップを踏みます。

注釈

Pythonの名前空間パッケージを使用しているため、パッケージのインストール方法には注意する必要があります。もしソースからエレメントをインストールすることを考えている場合は、qiskit メタパッケージを使用しないでください。また、このガイドに従って、開発用に別の仮想環境を使用してください。もし、既存のインストールと開発環境を混在させる場合は、https://github.com/pypa/sample-namespace-packages/blob/master/table.md を参照して、連携するインストール方法の組み合わせを確認してください。

Set up the Virtual Development Environment

conda create -y -n QiskitDevenv python=3
conda activate QiskitDevenv

Installing Terra from Source

ソースからインストールするには、お使いのシステム上にC++11をサポートするC++コンパイラが必要です。

Linuxのコンパイラー

ほとんどのLinuxプラットフォームには、必要なGCCコンパイラーがインストール済みです。

macOSのコンパイラー

macOSを使用している場合は、XCodeをインストールすることで、Clangのコンパイラーをインストールすることができます。ターミナル・ウィンドウを開き以下のコマンドを入力して、XCodeとClangがイントールされていることを確認します。

clang --version

以下のコマンドでXCodeとClandをインストールします。

xcode-select --install

Windowsのコンパイラー

Windowsでは、Visual C++ Compilerを Build Tools for Visual Studio 2019 からインストールする方法が最も簡単です。その他に Visual Studio 2015 あるいは 2017 をインストールする方法もありますが、その際にはインストール・オプションの C++ compiler を選択することを忘れない様にしてください。

コンパイラーがインストールされたら、Qiskit Terraのイントール準備完了です。

Terraリポジトリーをクローンします。

git clone https://github.com/Qiskit/qiskit-terra.git

リポジトリーをクローンすると、qiskit-terra という名前のローカル・フォルダーが作成されます。
```
cd qiskit-terra
```
作成された qiskit-terra ディレクトリーから、Pythonの必要なライブラリーをインストールします。
```
pip install cython
```
もし、テストを実行したり文法をチェックしたい場合は、開発者向けライブラリーをインストールします。
```
pip install -r requirements-dev.txt
```
qiskit-terra をインストールします。
```
pip install .
```

編集可能モード(プロジェクトのコードを変更しても再インストールする必要なし) でインストールする場合は、次の手順を実行します:

pip install -e .

Terraのインストール後、サンプル・コードを実行することができます。サンプルを実行するには以下のコマンドを使用します:

python examples/python/using_qiskit_terra_level_0.py

注釈

他のコンポーネントをインストールしない場合、qiskit-terraはqiskit-aerとqiskit-ibmq-providerの両方がインストールされていないことを示す RuntimeWarning を発します。これは追加要素を使用するつもりだが、インストールされていないことに気づかなかったり、AerやIBM Quantum Providerのインストールが何らかの理由でインストールが失敗しているために警告を発します。これらの警告を抑制したい場合は、以下を追加してください:

import warnings
warnings.filterwarnings('ignore', category=RuntimeWarning,
                        module='qiskit')

コード内にて、qiskit をまず最初にインポートするように指定します。これにより、欠落しているqiskit-aerおよびqiskit-ibmq-providerに関する警告が抑制されますが、qiskitまたは他のパッケージからのその他の警告は継続して表示されます。

Installing Aer from Source

Aerリポジトリをクローンします。

git clone https://github.com/Qiskit/qiskit-aer

ビルドの必要要件をインストールします。
```
pip install cmake scikit-build cython
```

この後、Aerをインストールする手順は、使用しているオペレーティングシステムによって異なります。 AerはPythonインターフェイスを備えたコンパイル済みのC++プログラムであるため、オペレーティングシステムによっては、普遍的にインストールできないAerバイナリを構築するためのPython以外の依存関係があります。

Qiskit Aerは、量子回路のための高性能なシミュレータフレームワークです。様々なシミュレーションの目的を達成するために、いくつかのバックエンドを提供しています。

conda install --update-deps -c conda-forge -y openblas cmake

qiskit-aerを直接ビルドしてインストールする

pip <19.0.0がインストールされていて、カスタムビルドを必要としない環境であれば、以下を実行してください。
```
cd qiskit-aer
pip install .
```
これにより、バイナリーのビルドとAerのインストールが行われます。

また、より新しいpipがインストールされている場合や、何らかのカスタム要件がある場合には、手動でPythonホイールを構築することもできます。
```
cd qiskit-aer
python ./setup.py bdist_wheel
```
ホイールビルド中にカスタムオプションを設定する必要がある場合は、 wheelビルドのカスタム・オプションを参照してください。

Python ホイールをビルドすると、Aer リポジトリの dist/ dir に格納されます。正確なバージョンは、以下に依存します。
```
cd dist
pip install qiskit_aer-*.whl
```
出力されるホイールファイルの正確なファイル名は、現在開発中のAerのバージョンによって異なります。

Custom options

Aerのビルドシステムは、Pythonインターフェイスでビルドする際に、 scikit-build を使用してコンパイルを実行します。これは、 CMakeCMake`setuptools が CMake を呼び出し、ローカルシステム用にバイナリーをコンパイルするためのインターフェースとして機能します。

バイナリーのコンパイルが複雑なため、ビルドプロセスの特定の部分にオプションを渡す必要がある場合があります。変数を渡す方法は、

python setup.py bdist_wheel [skbuild_opts] [-- [cmake_opts] [-- build_tool_opts]]

ここで、角括弧 [] 内の要素はオプションであり、 skbuild_opts 、 cmake_opts 、 build_tool_opts は任意のフラグに置き換えられます。 CMake のオプションのリストは https://cmake.org/cmake/help/v3.6/manual/cmake.1.html#options にあります。例えば、次のように実行することができます。

python setup.py bdist_wheel -- -- -j8

これは、基礎となるビルドシステム（ここでは Automake ）に -j8 というフラグを渡し、8つのプロセスを使って並行してビルドしたいことを伝えるものです。

例えば、LINUXにおけるこれらのフラグの一般的な使用例は、使用するC++コンパイラーの特定のバージョンを指定することです（通常、デフォルトでは古すぎる場合）。

python setup.py bdist_wheel -- -DCMAKE_CXX_COMPILER=g++-7

これはCMakeに、Aerのコンパイル時にデフォルトのg++ではなくg++-7コマンドを使用するように指示するものです。

また、環境にもよりますが、プラットフォーム名を指定して静的リンクをオフにするというのもよくある使用例です。

python setup.py bdist_wheel --plat-name macosx-10.9-x86_64 \
-- -DSTATIC_LINKING=False -- -j8

ここで --plat-name は setuptools のフラグで、パッケージのメタデータで使用するプラットフォーム名を指定します。 -DSTATIC_LINKING は CMake を使用してスタティックリンクを無効にするためのフラグで、 -j8 は Automake を使用してコンパイルに 8 プロセスを使用するためのフラグです。

プラットフォームに応じた一般的なオプションのリストは以下の通りです。

プラットフォーム	ツール	オプション	ユースケース
全て	Automake	-j	後ろに数字が続くこのオプションは、コンパイラが使用するプロセッサの数を指定します。
Linux	CMake	-DCMAKE_CXX_COMPILER	特定のC++コンパイラを指定するときに使用します。デフォルトのg++が古すぎる場合は、しばしば必要になります。
OSX	setuptools	–plat-name	出力Pythonパッケージ内のプラットフォーム名を指定する時に使用します。
OSX	CMake	-DSTATIC_LINKING	静的リンクを使用するか否かを指定する時に使用します。

注釈

これらのオプションの中には、プラットフォームに依存しないものもあります。これらの特定のプラットフォームがリストアップされているのは、その環境でよく使われているからです。詳細については、ツールのドキュメントを参照してください。

Installing Ignis from Source

Ignisリポジトリーをクローンします。

git clone https://github.com/Qiskit/qiskit-ignis.git

リポジトリーをクローンすると、 qiskit-ignis という名前のローカル・フォルダーが作成されます。
```
cd qiskit-ignis
```
テストや文法チェックを実行したい場合は、開発者向けの要件をインストールしてください。ソースからインストールする場合、qiskit-ignisパッケージのインストールおよび使用の際には必要ありません。
```
pip install -r requirements-dev.txt
```
Ignisをインストールします。
```
pip install .
```

編集可能モード(プロジェクトのコードを変更しても再インストールする必要なし) でインストールする場合:

pip install -e .

Installing IBM Quantum Provider from Source

qiskit-ibmq-providerリポジトリーをクローンします。
```
git clone https://github.com/Qiskit/qiskit-ibmq-provider.git
```
リポジトリーをクローンすると、 qiskit-ibmq-provider という名前のローカル・フォルダーが作成されます。
```
cd qiskit-ibmq-provider
```
テストやリンティングチェックを実行したい場合は、開発者向けの要件をインストールしてください。ソースからインストールする場合、qiskit-ibmq-providerパッケージのインストールおよび使用の際には必要ありません。
```
pip install -r requirements-dev.txt
```
qiskit-ibmq-providerをインストールします。
```
pip install .
```

編集可能モード(プロジェクトのコードを変更しても再インストールする必要なし) でインストールする場合:

pip install -e .

準備はいいですか？…¶

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