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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6

章 

振幅増幅

前の章では、重ね合わせの持つ威力を利用し、従来型の算術演算と論理演算を構築する方法を示

しました。しかし、

QPU

を使用するなら、重ね合わせを利用して計算できても、実際に解を読み出す

（

READ

する）ことができなければ価値がありません。

この章では、容易に

READ

できる形に重ね合わせを操作することを可能にする最初の量子プリミ

ティブ（

quantum primitive

）を紹介します。このような量子プリミティブは数多くあり、それぞれが

さまざまな種類の問題に適していることをⅡ部の冒頭で述べました。ここでは、振幅増幅（

amplitude

amplification

）に つ い て 取 り 上 げ ま す

＊

1

。

6.1

 ハンズオン：位相と大きさの変換

非常に簡単に言えば、振幅増幅は、

QPU

レジスタ内でアクセスできない位相差を読み出し可能な振

幅 の 大 き さ（

magnitude

）の差に変換する（そしてその逆変換も行う）ツールです。

QPU

のツールの中で

は、シンプル、エレガントで、パワフルであり、しかも非常に便利です。

位相差を大きさに変換するのであれば、振幅増幅よりも「大きさの増幅」（

magnitude

amplification

）のほうがふさわしい名前だと思うかもしれません。しかし、ここで説明する

量子プリミティブについては、振幅増幅という用語のほうが、さまざまな文献で広く使われ

ています。

例えば、図6-1に示すような

3

つ の 量 子 状 態（

A

、

B

、

C

）の い ず れ か

1

つを表 ...