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

3.7

 

QPU

命令：

CPHASE

と

CZ

53

3.7.1

 

QPU

トリック：位相キックバック

他のレジスタのキュビットで条件付けされている

1

つの

QPU

レジスタの位相を変更することを考え

るとしましょう。このとき、位相キックバック（

phase kickback

）と呼ばれる驚くべき（そして有用な）

効果が生み出されます。図 3-18 の回路を見てください。

図 3-18

この回路は、

2

2

＝

4

個の可能な値すべてを重ね合わせたレジスタ

1

を 作 成 し た 上 で 、レ ジ ス タ

1

のキュ

ビットがとる値を条件として、レジスタ

2

の位相を回転するものです。両方のレジスタのそれぞれの状

態を円表示で確認すると、図 3-19 に示すように、レジスタ

1

の状態に興味深い現象が起こっています。

図 3-19  

レジスタ

1

のキュビットで条件付けされて、レジスタ

2

に適用しようとした位相回転は、レジスタ

1

の

さまざまな値に影響を与えました。具体的には、上記の円表示から、次のことが起こっていることが確

認できます。

●

レジスタ

1

の最下位のキュビットで条件付けされたレジスタ

2

に行う

45

°

回転は、レジスタ

1

の中

で最下位のキュビットが

1

となるすべての値（具体的には

∣

1

⟩

と

∣

3

⟩

の値）を回転する。

●

レジスタ

1

の最上位のキュビットで条件付けされたレジスタ

2

に行う

90

°

回転は、レジスタ

1

の中

で最上位のキュビットが

1

と な る す べ て の 値（

∣

2

⟩

と