令和6年度 春期 午前 問9

✓ これが正解ウ複数の状態を同時に表現する量子ビットと，その重ね合わせを利用する。

解説

重ね合わせを使う量子ビットが基盤です。

設問は、四つの記述のうち、量子ゲート方式の量子コンピュータに当たるものを選ばせています。軸になるのは、計算の基盤に何を置いているかという一点です。この方式は、複数の状態を同時に表現する量子ビットと、その重ね合わせを利用します。いま広く使われているコンピュータが 0 か 1 のどちらか一方しか持てないのに対し、量子ビットは 0 でもあり 1 でもある状態を取れます。この単位を n 個そろえると 2 の n 乗通りの状態を同時に抱えられるので、ここが速さの源になります。ただし観測した瞬間に一つの値へ定まるため、抱えた状態のすべてをそのまま読み出せるわけではありません。新しい用語を扱う設問では、残りの記述が別の何かの正しい説明になっていることが多いので、それぞれが誰の説明なのかを言い当てる読み方が有効です。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

• ア演算は 2 進数で行われ，結果も 2 進…：量子でない従来のコンピュータについての性質です。測定を終えれば 0 と 1 の並びが出てくるので出力だけを見ると紛らわしいのですが、この記述は演算の途中を言っています。
• イ特定のアルゴリズムによる演算だけができ，…：組合せ最適化に的を絞った、もう一方の方式に当てはまる性質です。ゲート方式は論理ゲートを組んで何でも計算できる汎用の作りなので、加算も行えます。
• エ量子状態を変化させながら観測するので，1…：重ね合わせは外からの熱や振動ですぐ壊れるため、実際には絶対零度に近い極低温まで冷やして動かします。観測するから高温で動く、という因果も成り立ちません。