動かして学ぶ量子コンピュータプログラミング ―シミュレータとサンプルコードで理解する基本アルゴリズム

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章 量子スーパーサンプリング

量子スーパーサンプリング

平均ピクセル エラー：

1%

エラ ーなしピクセ ル：

41%

理想的なサンプリングの

参照データ

従来型のモンテカルロ

平均ピクセル エラー：

2%

エラ ーなしピクセ ル：

34%

図 11-1



図 11-1に示した従来法によるサンプル画像と

QSS

によるサンプル画像の平均ピクセルノイズ

＊

1

はほ

ぼ同じなのですが、ノイズの特徴がまったく異なっています。従来法による画像では、個々のピクセル

全体に小さなノイズが入っています。一方、

QSS

による画像では、いくつかのピクセルに非常に大きな

ノイズが入っています（黒と白の斑点がノイズ）が、残りは完璧です。

ある画像の目立つノイズを手動で除去するのに、

15

分与えられたとしましょう。

QSS

による画像の

場合、この作業は簡単でしょう。一方、従来法の画像ではほとんど不可能です。

QSS

はさまざまな

QPU

プリミティブの組み合わせから構成されています。具体的には、

5

章の量子

算術演算、

6

章の振幅増幅、

7

章の量子フーリエ変換から構成されています。これらのプリミティブが

どのように活用されているかを調べるために、まず最初に、芸術的とも言えるスーパーサンプリングの

技術的背景を、もう少し詳しく見ていきましょう。

11.2

 従来型のスーパーサンプリング

レ イ ト レ ー シ ン グ（

ray tracing

）