院試解答研究所

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量子コンピュータ

従来の計算機は電子が流れるか否かを0、1として情報を扱う。
一方、量子コンピュータでは直交する二つの状態を0、1として扱う。
そこに違いがある。
しかし、複雑な計算をするにはどちらとも論理回路が必要となる。
古典計算機では、単純に電流が流れる回路を組めば良いが、
量子コンピュータでは、重ね合わせ状態を扱うため、従来とは異なる回路を
利用する。
調べるところによれば、具体的には回転ゲートとcノットゲートという
二つの回路を使用するそうだ。
まず、回転ゲートでこれは何らかの形で|0>と|1>の強度を変える。
そして、その重ね合わせの波をcノットゲートで更に変換させることで
論理回路を実現する。
cノットゲートは制御ゲート(control gate、以下cゲート)と標的ゲート(target gate、以下tゲート)
で構成されておりcゲートではinとoutで同じ状態が保たれるが
tゲートではcゲートで通った状態によってtに入ってきた状態を
反転させることがある。具体的にはcゲートで|1>という状態が
通ったとき反転させる。それ以外はそのまま素通りさせる。
この回路を利用することにより、量子もつれ(エンタングルメント)状態を
作るのだそうだ。これにより一方の情報が決まると必然的にもう一方の
状態が決定する。
ちなみにエンタングルメントとは、定義としては二つの状態が直積で表現できない
状態を指す。
その意味自体はわかるが、実際にもつれの状態が必要なのかは私にはわからない。

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