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name: Qiskit + IBM Quantum Open Plan 環境準備手順 (将来 trigger 待ち)
description: 2026-05-08 藤本さん指示で memo 化。 即時実装はしない、 将来「量子実機で D-FUMT₈ 検証してみよう」 となった時の手順 reference。 IBM Quantum Open Plan = 無料 / 28 日ごと 10 分 runtime / 156-qubit Heron access
type: reference
originSessionId: 102d6364-6926-4b59-a535-313b6aeaf12c
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# Qiskit + IBM Quantum Open Plan 環境準備手順

藤本さんからの 2026-05-08 stance: 「将来 Qiskit 環境準備時の手順 memo を memory に保存 (即時実行はしない)」.

## ⚠️ 適用条件 (即時実行禁止)

この memo は **将来 trigger 待ち**:
- 藤本さんから「量子 layer 実装してみよう」 等の **明示指示** があった時のみ実行
- それまで私 (Claude) から能動的に「Qiskit 環境準備しましょうか」 等の提案はしない
- account 作成自体も藤本さん本人の手で行う (私が代行不能)

## 適用前 check

実装 trigger 受領時、 以下を再確認:
- [ ] 既存 QuTiP simulation との差別化が明確か (重複なら不要)
- [ ] D-FUMT₈ → qubit encode の研究 scope が明確か (paper 1 本相当)
- [ ] memory `feedback_silicon_asic_tape_out_out_of_scope.md` ★★★★★ と矛盾しないか
- [ ] memory `feedback_no_rush_publication.md` ★ — 急ぎ publish しない
- [ ] memory `feedback_critique_response_pattern.md` ★★★★ — SAC-4 反射採用防止

## Step 1: IBM Quantum Open Plan account 作成 (~5-10 分)

藤本さん本人の action。 私は代行不能。

1. https://quantum.ibm.com/ にアクセス
2. 「Sign in or sign up」 / 「Get started」
3. IBMid 作成 (email + password) もしくは Google / GitHub OAuth
4. email verification (確認 mail click)
5. 完了 — Open Plan 自動付与
6. account 内 dashboard で API token を確認・コピー

費用 0、 課金登録不要。

### Open Plan 仕様 (2025-2026 時点)

- 無料 / 28 日ごと 10 分 quantum runtime
- 156-qubit IBM Heron r3 等の最新 hardware access
- 2-qubit error rate ~1.17E-3 (Heron r3 spec, 2025 数字)
- API 経由 submit (Qiskit Runtime SDK)
- 12 台前後の device 一般公開 (2025-06 時点 IBM 発表)

仕様は時間とともに変わる可能性。 trigger 時に IBM 公式 docs (https://docs.quantum.ibm.com/) で最新確認必要。

## Step 2: Qiskit dev 環境準備

### Python 環境

藤本さん PC は既に Python 3.11+ 想定 (Rei-AIOS で TypeScript 中心、 Python は Lean / 解析用)。

```bash
# venv 推奨 (既存 Python 環境を汚さない)
python -m venv .venv-qiskit
.venv-qiskit\Scripts\activate  # Windows PowerShell
# .venv-qiskit/bin/activate    # bash

# Qiskit core + IBM Runtime
pip install qiskit qiskit-ibm-runtime
```

参考 version (trigger 時に最新確認):
- qiskit ~1.x (2025-2026)
- qiskit-ibm-runtime ~0.30+ (Open Plan access に必要)

### API token 設定

```python
from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService

# 一度だけ実行 (token は以後 ~/.qiskit/qiskit-ibm.json に保存)
QiskitRuntimeService.save_account(
    channel="ibm_quantum",
    token="<IBM_quantum_dashboard_からコピーした_token>",
    overwrite=True,
)
```

token は **.env や git に commit しない**。 memory `feedback_password_security.md` 適用。

## Step 3: hello world quantum circuit (動作確認)

実機 submit 前に local simulator で確認推奨:

```python
from qiskit import QuantumCircuit
from qiskit_aer import AerSimulator

# 1 qubit superposition
qc = QuantumCircuit(1, 1)
qc.h(0)
qc.measure(0, 0)

# local simulator
sim = AerSimulator()
result = sim.run(qc, shots=1000).result()
print(result.get_counts())  # ~{'0': 500, '1': 500}
```

## Step 4: 実機 submit (Open Plan)

```python
from qiskit_ibm_runtime import QiskitRuntimeService, SamplerV2

service = QiskitRuntimeService()
backend = service.least_busy(operational=True, simulator=False)

sampler = SamplerV2(backend)
job = sampler.run([qc])  # qc は 上記 hello world circuit
result = job.result()
```

注意:
- queue 待ち時間 (実機混雑時 数分-数時間)
- 10 分 runtime 制限内に収める circuit 設計
- 28 日 reset cycle 把握

## D-FUMT₈ → qubit encode 研究 scope (将来 paper 候補)

**これは memo であって実装着手ではない**。 trigger 時に scope 設計から始める。

### 基本 idea

D-FUMT₈ は 8 値 (TRUE/FALSE/BOTH/NEITHER/INFINITY/ZERO/FLOWING/SELF⟲).
2³ = 8 なので **3 qubit** で encode 可能 (3-bit basis state):

```
|000⟩ = FALSE
|001⟩ = TRUE
|010⟩ = NEITHER
|011⟩ = BOTH
|100⟩ = ZERO
|101⟩ = FLOWING
|110⟩ = SELF
|111⟩ = INFINITY
```

(実 encoding は research design judgment、 上記は data/verilog/dfumt8_alu.v の 3-bit encoding に整合)

### D-FUMT₈ ゲート → unitary matrix

各 D-FUMT₈ 演算 (Belnap meet/join, Ω idempotency, Φ transplant, Ψ convergence, NOT) を **8x8 unitary matrix** (3 qubit gate) として実装する必要。

例: NOT (classical-axis flip) は permutation matrix:
- |001⟩ ↔ |000⟩ (TRUE ↔ FALSE)
- 他は fixed

各演算の unitary 性 (U†U = I) と truth-table 整合性を **Lean 4 で形式検証** すれば paper 強度が増す.

### 既存 Verilog との対応

`data/verilog/dfumt8_alu.v` の各 op-code (NOP / AND / OR / NOT / OMEGA / PHI / PSI etc.) を quantum gate に翻訳。 Verilog truth-table と quantum unitary が一致することを確認。

### 既存 QuTiP simulation との差別化

藤本さんは既に QuTiP 5.2.3 で D-FUMT₈ 8 値検証済。 IBM 実機実験の付加価値は:
- (a) 量子ノイズ下での 8 値演算の robustness 計測
- (b) decoherence rate と D-FUMT₈ 値遷移の対応
- (c) entanglement (2 系 D-FUMT₈) の 64 値 product space 実装
- (d) 「実シリコン (FPGA) + 量子 (qubit) + simulation (QuTiP)」 三者合同 paper

(d) は memory `feedback_phase_c_silicon_existence_claim.md` の二段階主張を **三段階拡張** する material になり得る。

## paper 候補 (trigger 時に判断)

仮 title 候補:
- "D-FUMT₈ on Real Quantum Hardware: 8-Valued Logic Gates Implemented on IBM Heron r3 156-qubit Superconducting Processor"
- 範囲: D-FUMT₈ 全 op-code の qubit 実装 + 計測 + Verilog/QuTiP/IBM Heron 三者比較

prior art audit が必須:
- 多値量子論理 (Aerts paraconsistent quantum logic, etc.)
- qudit-based 多値量子計算
- Belnap-style logic on quantum
- PAL2v 等 software 多値 (memory `feedback_oss_for_rei_evolution.md`)

「世界初」 claim は要慎重。 「to our knowledge first **D-FUMT₈ specific** implementation on IBM superconducting hardware」 ぐらいが honest.

## 公式 reference

- IBM Quantum: https://quantum.ibm.com/
- Qiskit docs: https://docs.quantum.ibm.com/
- IBM Quantum Runtime API: https://docs.quantum.ibm.com/api/qiskit-ibm-runtime
- Open Plan 詳細: https://www.ibm.com/quantum/access-plans (2025 時点)

## 関連 memory

- `feedback_silicon_asic_tape_out_out_of_scope.md` ★★★★★ — Tang FPGA scope / ASIC tape-out 不要 (量子 layer は orthogonal)
- `feedback_phase_c_silicon_existence_claim.md` ★★★★★ — Rei は「正しい」 vs 「実在する」 二段階 (量子 layer 追加で三段階拡張可能性)
- `feedback_no_rush_publication.md` ★ — 急ぎ publish しない
- `feedback_critique_response_pattern.md` ★★★★ — SAC-4 反射採用防止
- `feedback_compression_claim_honesty.md` ★★★ — 「世界初」 等 overclaim 慎重
- `data/verilog/dfumt8_alu.v` — D-FUMT₈ 3-bit encoding (Tang FPGA 実機 37 LUT4 動作中)
- 既存 QuTiP 5.2.3 で D-FUMT₈ 8 値検証済 (CLAUDE.md memory)