Quantum Simulator

Quantum Simulator MCP サーバー

Model Context Protocol（MCP）を実装した量子回路シミュレーターを提供する Docker イメージです。Claude for Desktop などの MCP クライアントと統合できます。

機能

• ノイズモデルに対応した量子コンピューティングシミュレーター
• OpenQASM 2.0 の量子回路に対応
• Qiskit を使用した量子回路シミュレーション
• さまざまなノイズモデルに対応（脱分極、熱緩和、読み出しエラー）
• カウント、状態ベクトル、可視化されたヒストグラムなど、複数の結果タイプ
• 設定済みの回路例
• MCP クライアントとのシームレスな統合

クイックスタート

Docker イメージを取得します

docker pull ychen94/quantum-simulator-mcp:latest

次のコマンドでコンテナを起動するだけです。

docker run -i --rm -v /tmp:/data/quantum_simulator_results -e HOST_OUTPUT_DIR="/tmp" ychen94/quantum-simulator-mcp:latest

このコマンドは次の処理を行います。

• ホストの /tmp ディレクトリをマウントし、ヒストグラムの出力ファイルを保存します
• HOST_OUTPUT_DIR 環境変数を /tmp に設定します
• -i（対話モード）でコンテナの実行を維持します
• --rm を指定して、終了時にコンテナを自動的に削除します

Claude for Desktop での使用

1. Claude for Desktop をインストールします

2. Claude の設定ファイルを編集します。

   • macOS：~/Library/Application Support/Claude/claude_desktop_config.json
   • Windows：%APPDATA%\Claude\claude_desktop_config.json

3. mcpServers セクションに次の設定を追加します。

{
  "mcpServers": {
    "quantum-simulator": {
      "command": "docker",
      "args": [
        "run",
        "-i",
        "--rm",
        "-v", "/tmp:/data/quantum_simulator_results",
        "-e", "HOST_OUTPUT_DIR=/tmp",
        "ychen94/quantum-simulator-mcp:latest"
      ]
    }
  }
}

4. Claude for Desktop を再起動します
5. Claude の UI でハンマーアイコンを探します。利用可能な MCP ツールが表示されます

MCP ツール

サーバーでは、次の MCP ツールを利用できます。

• run_circuit：指定したノイズモデルで量子回路を実行します
• list_noise_models：利用可能なすべてのノイズモデルとその説明を一覧表示します
• list_result_types：利用可能なすべての結果タイプとその説明を一覧表示します
• get_circuit_stats：量子回路を分析し、統計情報を返します
• create_test_histogram：出力ディレクトリの設定を確認するためのテスト用ヒストグラムファイルを作成します

MCP リソース

サーバーでは、量子回路の例を提供しています。

• qasm://examples/bell-state.qasm：ベル状態の準備回路
• qasm://examples/grover-2qubit.qasm：2量子ビットの Grover アルゴリズムの実装
• qasm://examples/qft-4qubit.qasm：4量子ビットの量子フーリエ変換
• quantum://noise-models/examples.json：ノイズモデル設定の例

Claude での使用例

Claude で使用できるプロンプトを以下に示します。

1. 「ベル状態の回路を実行して、結果を見せてください」

2. 「量子シミュレーターで利用できるノイズモデルを教えてください」

3. 「0.01 の脱分極ノイズを加えて、2量子ビットの Grover アルゴリズムをシミュレーションしてください」

4. 「テスト用ヒストグラムを作成して、ファイルパスを教えてください」

5. 「シンプルな QAOA アルゴリズムを提示してください。result_types は histogram のみを取得し、それを使って iterm でヒストグラムを表示してください」

ボリュームマッピング

コンテナは /data/quantum_simulator_results にヒストグラムの PNG ファイルを生成します。これらのファイルにホストシステムからアクセスできるようにする必要があります。ボリュームマッピング（-v /tmp:/data/quantum_simulator_results）により、これらのファイルをホストの /tmp ディレクトリから利用できます。

環境変数

• QUANTUM_OUTPUT_DIR：コンテナ内のヒストグラムファイルの出力ディレクトリ（デフォルト：/data/quantum_simulator_results）
• HOST_OUTPUT_DIR：ホストシステム上の対応するパス（デフォルト：/tmp）

マルチアーキテクチャ対応

このイメージは次のアーキテクチャに対応しています。

• linux/amd64
• linux/arm64（Mac の M シリーズチップで動作確認済み）

注：このイメージはまだ Windows システムでテストされていませんが、Docker Desktop が適切に設定されていれば動作するはずです。

トラブルシューティング

問題：Claude がヒストグラムファイルにアクセスできません。
解決方法：ボリュームマッピングが正しいこと、および HOST_OUTPUT_DIR 環境変数がボリュームマッピングのホストパスと一致していることを確認してください。

問題：Docker コンテナがすぐに終了します。
解決方法：MCP STDIO トランスポートに必要な stdin を開いたままにするため、-i フラグを使用してください。

ライセンス

このプロジェクトは MIT License のもとでライセンスされています。詳細については、このプロジェクトのリポジトリにある LICENSE ファイルをご覧ください。