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

100

5

章 量子算術演算と量子論理演算

a

の値

a

スクラッチ

a

スクラッチ

a

スクラッチ

図 5-17

正またはゼロの値で始まる

a

に対応し、重ね合わせ状態にある各値は、全体を通して変更されませ

ん。ただし、

a

が負の値であれば、最初に円表示の

2

行目（条件付きで反転されたスクラッチキュビッ

トに対応する行）に移され、次に対応する正の値（

abs

で求められる値）に移されます。これは、「スク

ラッチ＝

1

」の行のことです

＊

1

。

円表示で示されているスクラッチキュビットの動作を見ていくと、不可逆的な問題がどのように解

決されているかが、視覚的に理解できます。もしスクラッチキュビットなしに

abs

を実行しようとする

と、図 5-17 の円表示は

1

行だけしか使うことができず、負の値の円を対応する正の値に移そうとすると、

既に保持されている大きさと位相が消去されてしまいます。スクラッチキュビットは、移動したり横断

するための行を追加すると、元の状態のすべてを手つかずで回復可能なままに保持します

＊

2

。

5.8

 アンコンピュートする

スクラッチキュビットは多くの場合に必要不可欠なものですが、

QPU

レジスタと複雑に絡み合う傾

向が強くあります。より正確に言うと、これらのキュビットがもつれる（エンタングルされる）傾向があ

＊

1

この場合 −

4

は変更されない。これは、

2

の補数エンコーディングでの

3

ビット数に対して成立する。

＊

2

従来型ビットを使用して元の状態を追跡するには、指数関数的に膨大な数のビットが必要にな ...