概要

Quantum4Jは、JVMネイティブで動作する純粋なJava実装の量子コンピューティングSDKです。設計思想はQiskitに近く、回路（Circuit）や量子レジスタ、標準的な量子ゲートを用いたプログラミングが可能。高速な状態ベクトルシミュレータを備え、作成した回路をOpenQASM形式でエクスポートできます。Apache-2.0ライセンスで、Java 17以上を対象にMavenプロジェクトとして構成されており、JVMアプリケーションに自然に組み込める点が特徴です。

リポジトリの統計情報

スター数: 3
フォーク数: 0
ウォッチャー数: 3
コミット数: 10
ファイル数: 9
メインの言語: Java

主な特徴

純粋なJava 実装（JVMネイティブ）、Java 17以上をサポート
Qiskit風の直感的なAPIで回路設計が可能
高速な状態ベクトルシミュレータを内蔵
回路をOpenQASMへエクスポートする機能、標準ゲートの実装

技術的なポイント

Quantum4Jの核は「使いやすさ」と「JVM統合」に重点を置いた設計です。APIはQiskitに影響を受けており、量子レジスタ・クラシカルレジスタ・回路オブジェクトを組み合わせてプログラムを書けるため、量子アルゴリズムのプロトタイピングが直感的に行えます。シミュレータは状態ベクトル（state-vector）方式を採用しており、2^nサイズの複素ベクトルで量子状態を表現するため、中規模（数十キュービット未満を想定）の回路の解析に適しています。状態更新はゲート行列の作用を通じて行われ、単一・多体ゲートの適用、測定処理、状態重ね合わせの管理が実装されています。

性能面では、純Java実装ながらJIT最適化や配列操作の効率化を活用でき、JVM上での他ライブラリ連携（数値計算ライブラリ、並列処理、可視化ツールなど）が容易です。一方で、分散シミュレーションや大量キュービットの扱い（メモリ爆発）は本プロジェクトの範疇外であり、将来的な拡張やネイティブライブラリ連携（JNI経由の高速化）で対応することが考えられます。

また、OpenQASMエクスポート機能により、他の量子ツールチェーンと相互運用できる点は実用性の高い設計です。ライブラリはApache-2.0で配布されており、商用・研究用途で利用しやすく、Mavenプロジェクト構成によりCI（GitHub Actions）や依存管理が整備されています。現状は開発初期で機能は限定的だが、拡張性を考慮したモジュール設計とテストの土台が用意されています。

プロジェクトの構成

主要なファイルとディレクトリ：

.github: dir
.gitignore: file
CHANGELOG.md: file
LICENSE: file
NOTICE: file

その他の重要ファイル（例）：

README.md: プロジェクト概要と基本的な使い方
pom.xml: Mavenビルド定義（Java 17をターゲット）
src/: Javaソースコード（回路、ゲート、シミュレータ等）
.github/workflows/maven.yml: CI（ビルド・テスト）ワークフロー

…他 4 ファイル

まとめ

JVM環境で使える軽量で拡張しやすいJava製量子SDK。将来性はあるが機能拡張が必要。

リポジトリ情報：

名前: quantum4j
説明: Quantum4J is a pure-Java quantum computing framework designed to bring quantum programming to the JVM ecosystem. It provides a clean, intuitive API similar to Qiskit, a fast state-vector simulator, a QASM exporter, and a growing set of standard quantum gates.
スター数: 3
言語: Java
URL: https://github.com/vijayanandg/quantum4j
オーナー: vijayanandg
アバター: https://avatars.githubusercontent.com/u/60247361?v=4

READMEの抜粋：

Quantum4J: A Modern Java Quantum Computing SDK

Lightweight • Extensible • Qiskit-Inspired • JVM-Native

Stars

Quantum4J: Java向けモダン量子コンピューティングSDK