全機能マトリクス
| 機能 | Qiskit | Cirq | PennyLane | Braket | CUDA-Q | TKET |
|---|---|---|---|---|---|---|
主要言語 | Python | Python | Python | Python | Python/C++ | Python |
ローカルCPUシミュレーション | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ~ (via backend) |
GPUシミュレーター CUDAアクセラレーション | ~ (aer-gpu) | ✗ | ~ (lightning) | ✗ | ✓✓ | ✗ |
最大シミュレーション量子ビット数 状態ベクトル、ローカル | 30+ (CPU) | ~25 | 25+ | 25 local | 34+ (GPU) | ~ (via backend) |
微分可能 自動微分/逆伝播 | ~ (partial) | ~ (TF) | ✓✓ | ~ (plugin) | ~ | ✗ |
QML対応 | ~ (qiskit-ml) | ✗ | ✓✓ | ~ | ~ | ✗ |
VQE/QAOA組み込み | ✓ | ~ | ✓ | ~ | ~ | ✗ |
ノイズモデリング | ✓✓ | ✓✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
パルス制御 ハードウェアレベル | ✓ | ~ | ✗ | ✗ | ✗ | ✗ |
HLQuantum対応 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✗ |
料金モデル SDKは無料、ハードウェアアクセスは異なる | Free SDK; IBM QPU free tier + paid plans | Free SDK; Google HW by application | Free SDK; backend costs vary | Free SDK; pay-per-shot/task (AWS) | Free SDK; GPU/cloud costs apply | Free SDK; Quantinuum H-Series paid |
最適な用途 | IBMハードウェア | Google AI / ノイズ | QML / 研究 | AWSエコシステム | GPUパフォーマンス | Quantinuumハードウェア |
✓ = 完全対応 · ~ = 部分対応/プラグイン · ✗ = 非対応 · * = HLQuantum連携による対応
どのSDKを使うべきか？
主なユースケースに基づいて：
VQE / 量子化学
Qiskit NatureとPennyLaneはいずれも優れたVQE対応を備えています。PennyLaneの微分可能性により、勾配ベースの最適化がより容易になります。
Googleハードウェアまたはノイズ研究
Cirqは詳細なノイズモデリングを備えたNISQ回路のために専用設計されています。Google Quantum AIハードウェアへの直接アクセスも可能です（申請制）。
回路コンパイル・最適化
TKET（pytket）はQuantinuumのコンパイラで、実機に送信する前に回路を最適化するために広く使われており、H-Series QPUに対応しています。
1つのAPIですべてのバックエンドを利用
どれか1つを選ぶのではなく、HLQuantumを使って単一の回路からQiskit、Cirq、PennyLane、Braket、CUDA-Q、IonQをターゲットにできます。フラグを切り替えるだけで、書き直しは不要です。
result = hlq.run(qc, backend="qiskit") # IBM Aer
result = hlq.run(qc, backend="cudaq") # NVIDIA GPU
result = hlq.run(qc, backend="ionq", device="aria-1") # Real QPUよくある質問
料金、ライセンス、そしてこれらのSDKのコスト面での比較。
Qiskit、Cirq、PennyLane、Braket、TKETは無料で使えますか？
はい、ここで比較しているすべてのSDK、Qiskit、Cirq、PennyLane、Amazon Braket、NVIDIA CUDA-Q、TKETは、pipでインストールできる無料のオープンソースソフトウェアです。SDK自体に料金がかかることはありません。費用が発生するとすれば、実機の量子ハードウェアの利用時間に対してです。
回路を実行するのに最も安価な量子コンピューティングプラットフォームはどれですか？
実機への本当に無料な道としては、IBM QuantumのOpen Plan（Qiskit）が最も安く、クレジットカード不要で毎月無料の実QPU利用枠が付与されます。AWS BraketとQuantinuumのハードウェア（TKETの通常のターゲット）は、初回クレジットを使い切ると、ショットまたはタスクごとに課金されます。
TKETとは何ですか、費用はいくらですか？
pytket Pythonパッケージ経由で使うTKETは、Quantinuumの無料でオープンソースの回路コンパイラ兼オプティマイザです。それ自体は回路を実行せず、バックエンド、多くの場合Quantinuumの有料H-Seriesハードウェア向けに回路を準備しますが、他の複数のプロバイダー向けにもコンパイルできます。
1つのSDKを選ばなければなりませんか、それとも後で切り替えられますか？
自由に切り替えられます。ゲート、回路、測定といった基本概念は、Qiskit、Cirq、PennyLane、Braket、CUDA-Q、TKETの間で直接通用します。HLQuantumのようなレイヤーを使えば、書き直すことなく1つの回路で複数のバックエンドを対象にできます。