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 量子算術演算と量子論理演算

準備

図5-8 

図

5-8

の回路はどのように機能するでしょうか？このプログラムのゲートを詳しく見ると、

a

に適用された図

5-3

と図

5-6

の整数の足し算にすぎないことがわかります。ただし、この演

算は

b

のキュビットに関する条件付きで実行されます。このため、

b

の値が、たとえ重ね合

わせ状態にあるとしても、足し算の効果を決定することになります。

サンプルコード

https://oreilly-qc.github.io?p=5-2

で例5-2を実行してみましょう。

例5-2　

// a += b

a.add(b);

例5-1と同様、図5-8に示した「準備」の段階はテスト入力を提供するだけのものであり、演算の一部

ではありません。また、

a += b

ゲートを逆の順序で実行するだけで、

a -= b

を実装することが可能

です。

5.4

 負の整数

ここまでは、正の整数の足し算と引き算のみを取り扱ってきました。では、

QPU

レジスタで負の整

数を表現したり、操作するにはどうすればよいでしょうか？この問題は、2の補数のバイナリ表現を利

用することで解決できます。これは、既存の

CPU

やプログラミング言語で使用されているものです。

ここでは、キュビットを念頭に置いて、

2

の補数について少し振り返ることにしましょう。

ビットの数が設定されたとき、半数の値を負の数に、残りの半数の値を正の数に対応させることにし

5.4

 負の整数

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ます。具体例とし