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2
章 単一キュビット
さい
*
1
。
可逆性
READ
および
WRITE
演算は可逆ではありません。どちらの演算でも重ね合わせの状態が破壊
され、情報を失います。つまり、キュビットのアナログ的な値(大きさと位相の両方)は永遠
に失われます。
2.3.5
ハンズオン:完全なランダムビット
さらにいくつかの単一キュビット演算を導入する前に、
HAD
、
READ
、
WRITE
の各演算を使用して、
従来のコンピュータでは不可能なタスクを実行するプログラムを作成する方法を紹介します。これは、
真にランダムなビット(以降ではランダムビットと呼ぶ)を生成するものです。
計算の歴史を通じて、膨大な時間と労力が擬似乱数生成器(
PRNG
)の 開 発 に 費 や さ れ て き ま し た 。
PRNG
は暗号化手法から天気予報に至るまでのさまざまな分野で使われています。
PRNG
は、コン
ピュータのメモリと
PRNG
アルゴリズムの内容を知っていれば、次に生成される数値を(原理的に)予
測 で き る と い う 意 味 で「 擬 似 的 な も の 」で す 。
物理学の既知の法則によると、重ね合わせ状態にあるキュビットからの読み出し結果は、原理的に
完全に予測不可能です。これにより、状態
∣
0
⟩
のキュビットを単に準備し、
HAD
演算を行い、読み出し
を行うことで、世界で最も優れた乱数発生器を
QPU
で作成することができます。この
QPU
演算の組
み合わせからなる量子回路図を図 2-9に示します。この回路図では、左から右に向かって(単一)キュ
ビットに対して行われる一連の ...