@yuichirominato 2019.02.02更新 229views

【超初心者】もっともっと量子コンピュータを直感的に理解する


はじめに

以前「量子コンピュータを直感的に理解する」という記事を書きましたが、


それでもまだ難しい気がしましたので、もっともっと簡単に理解できるように頑張ります。

01ビット

今のコンピュータは0と1という数字を切り替えながらそろばんのように地道に計算をしています。

量子ビット

一方量子コンピュータは0と1の他に+や-を使えます。

これにより、今のコンピュータよりも幅広い計算をすることができます。

ビットの切り替え

ビットの切り替えには「量子ゲート」と呼ばれるものを使います。今のコンピュータの0と1を切り替えるにはNOTゲートと呼ばれるものがあればできますが、量子コンピュータには、「Hゲート」、「Xゲート(NOTゲートに相当)」、「Zゲート」などがあります。

Hゲートは0と+を、1と-を切り替えます。Xは0と1を切り替え従来のNOTゲートに相当します。Zは+と-を切り替えます。

ビットの切り替えを時系列で表現

よく量子コンピュータの説明で五線譜のような回路が出てきます。これは上記のような切り替えを時間ごとに変えています。最初は0からスタートして次々にゲートを操作して状態を変化させて演算を行います。

0からスタートし、Hゲートを適用して+に、Zゲートを適用して-に、再度Hゲートで1に、そこにXゲートを適用して0に戻るなどです。これらのルールを覚えることでプログラミングができます。

(応用)軸を考えて3次元に

実際には軸を考えます。XゲートやZゲートなどは軸の回転と関係付けられます。

今回は理解のためにZ軸とX軸だけを取り上げましたが、実際にはさらにY軸が入りより複雑な計算が可能となります。

これら3次元でのデータの取り扱いが今のコンピュータと量子コンピュータとの1番の違いでしょう。

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