量子コンピューティングのためのクソみたいなメモ

超久しぶりの投稿。
テーマは量子コンピューティング。
がっつり内容に踏み込むのではなく、
表面だけサラッと、しかもそれをまとめることで驚異的な殴り書きを実現した。

そもそも量子コンピュータとは

従来のコンピュータが、0または1の値しか取らない「ビット」(bit)を扱うのに対して、
量子コンピュータは、0、1または両方を取りうる「量子ビット」(qubit)を扱う。
量子力学をベースに設計され、作られたコンピュータ。
従来のコンピュータではできないような膨大な量の計算を行うことができるとされている。

Keyward

Superposition
Entanglement
ゲート方式
- 論理ゲート:Logic Circuit
- 量子ゲート:Quantum Circuit

アニーリング方式

Superposition

直訳すると「重ね合わせ」
0、1、または両方を取りうる状態のこと。
qubitがこの性質を持っていることを利用することで、量子コンピューティングが可能となる

Entanglement

直訳すると「もつれ」
なんと説明したらいいのかがあまりわからない。
これも表現が正しいかどうかわからないが、
各量子が強い相互関係にある状態のことをいう。
ある量子xの結果が決まると、たちまち他の量子の結果まで決まってしまう状態。
量子計算を行うためにはこの「もつれ」が欠かせない。

N qubitの量子コンピュータの単位計算量は2のN乗なんて言ったりするが、
それは「重ね合わせ」の性質をもつqubitが「もつれ」ているから。(よくわからん)

ゲート方式

論理ゲート:Logic Circuit

従来のコンピュータがこっち
真理値の「真」「偽」、二進法の「0」「1」、電圧の強弱などなど、
これらを使って論理演算を実現する。
フリップフロップ回路っていうとなんとなくあんな感じかな？？っていうのは思い浮かぶかも。
これまでは単に「ゲート」というと、こっちの論理演算を行う回路のことを指していた。
語弊を恐れないのであれば、ANDとかORとかXORといった、論理演算子に対応する回路と言ってもいいかもしれない。

量子ゲート:Quantum Circuit

従来の論理演算ではなく、量子演算を行う回路。
ここにはANDとかORとかXORとか出てこない。
論理演算でいうところのNOTであるCNOTゲート、0と1両方を取りうる状態(Superposition)を実現するアタマールゲート、
2つの量子ビットを入れ替えるswapゲートなどを使って計算を行う。

量子アニーリング方式

国産の方式
扱える変数が2000個ほどで従来のコンピュータよりも少ないため、
用途が非常に限定的で、しかも超低温状態にしないと動作しない。
一方それゆえシンプルで、組み合わせを最適化する問題に適していると言われている。
こっちを勉強するつもりはあまりないのでこれ以上はwikiで。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8F%E5%AD%90%E7%84%BC%E3%81%8D%E3%81%AA%E3%81%BE%E3%81%97%E6%B3%95

以上、驚異的な殴り書きでした。