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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2

章 単一キュビット

図2-7

これにより、

HAD

は

1

つのキュビットにおいて、量子状態

∣

0

⟩

、

∣

1

⟩

の均一な重ね合わせを生成しま

す。これは、この重ね合わせにおいてそれぞれの状態が等しく起こりやすいことを意味します。また、

初期状態

∣

0

⟩

にあるキュビットと

∣

1

⟩

の状態にあるキュビットに対する

HAD

の作用は、少し異なってい

ます。

∣

1

⟩

に対する

HAD

演算による結果は、円の

1

つに対して

0

ではない回転（相対位相）を含みます。

これに対して

∣

0

⟩

に対する演算で得られる結果は、回転は含みません。

既に重ね合わせの状態にあるキュビットに

HAD

を適用するとどうなるかについて、疑問に思うかもし

れません。答えを見つける最善の手段は、とにかく試してみることです。試してみたら、すぐに次のこ

とがわかるでしょう。

●

HAD

は、図2-7に示すルールに従って、

∣

0

⟩

と

∣

1

⟩

の両方に別々に作用する。

●

この演算で生成される

∣

0

⟩

と

∣

1

⟩

の値は結合され、元の重ね合わせの振幅によって重み付けされ

る

＊

1

。

可逆性

NOT

と同様に、

HAD

演算も可逆で、しかもそれ自身が逆演算になっています。つまり、

2

回連

続して作用させると、キュビットの値が元の値に戻ります。

2.3.3

 

QPU

命令：

READ

READ

演算は、前述の読み出し（

readout

）プロセスを形式的に表現したものです。この

演算はランダムな結果を返すという点で、

QPU

命令セットの中では独特な演算と言え

ます。

＊

1

HAD

およびよく用いられる他の演 ...