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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3

章 

多 重 キ ュ ビ ット

多 重 キ ュ ビ ッ ト（

multiple qubit

）

＊

1

は、単一キュビット（

single qubit

）と同様に有用であり、しかも

ひとかたまりで動作しますので、量子コンピューティングをはるかに強力かつ興味深いものにします。

2

章で、重ね合わせというまさに量子力学的な現象によって、計算のための新しいパラメータである

「 （ 振 幅 の ） 大 き さ 」（

magnitude

）と「相対位相」（

relative phase

）がどのように導入されるかを説明してき

ました。

QPU

が複数のキュビットにアクセスする場合には、量子もつれ（

quantum entanglement

）と

呼ばれる

2

番目の強力な量子現象を利用することが可能になります。量子もつれはキュビット間の非常

に特殊な相互作用であり、この章の中でその作用について見ていくことにしましょう。そして、複雑で

すが高度な問題に応用することにしましょう。

しかし、多重キュビットの可能性を探る前に、それを可視化する方法が必要となります。まずはこの

表示方法の説明から始めましょう。

3.1

 多重キュビットレジスタの円表示

円表示を拡張して多重キュビットを表現することはできるでしょうか？

キュビットが互いに相互作用

しなければ、単一キュビットに用いた表現を複数用いるだけで表現できるでしょう。言い換えれば、各

キュビットの

∣

0

⟩

と

∣

1

⟩

の状態に対して、一対の円を使用することができるはずです。この単純な表現

で任意の個々の独立し