「量子のもつれ」の続きです。
資料はこちら → 量子シミュレーションその２
p.1 ①測定のモニタMを置いて実行すると、シミュレーション結果は、表だけなので「0」です。②アイコンXをひっくり返すと裏なので「1」。③アイコンXを２個にすると元に戻って表の「0」です。④もつれにするアイコンHを１番目と２番目に入れると、１枚目も２枚目ののコインが各々表と裏の場合があるので、「01 10 11 00」の４通りがほぼ同じ確率で起きます。
p.2 アイコンCXを量子ビット１番目に置くと、図のように表示されます。２枚のコインは最初初期化されているので、両方とも表ですが、１枚目の⚫︎のところで、２枚目のコインをひっくり返して裏にします。１枚目は表のままです。アイコンHを１枚目の先頭におくと、１枚目のコインは回転していて「もつれ」状態です。もし観測時に１枚目が表(0)であれば、２枚目はひっくり返されているので裏(1)です。結果は「01」になります。１枚目が裏(1)であれば、２枚目はひっくり返されているので表(0)なので、結果は「10」になります。この結果が棒グラフになっています。アイコンXを量子ビット２番目に加えると、２番目は２回ひっくり返され１枚目と同じになりますので結果は「00 11」となります。
p.3 少し複雑な論理回路を作ります。アイコンCXを離れた量子ビット上にする方法を説明します。①アイコンCXを量子ビット１番目に置き、②右側の結果のボタンをダブルクリックして、 詳細をクリックします。③アイコンX部分をクリックすると現在位置を表示しますので、今回の場合は「１を３に変更」すると図のようにXの位置が変更されて表示されます。
p.4 ⑤２つ目のアイコンXを置き、アイコンCCXを置きます。やり方は同様です。⑥アイコンIと測定アイコンMを以下のように配置して、⑦実行すると、０＋０＝００を計算して、結果を表示します。この時、上の２つの量子ビットが入力、下２つのビットが出力となります。上２つのビットはいずれも「0」ですので、答えも「0」です。したがって結果は「0000」になります。左２桁が入力値（足し算する２つの数字）、右２桁が出力値（計算結果）です。
p.5 前ページで作成した論理回路を変えてみます。⑧１番目にアイコンXを加えると、1+0=1を計算しますので、 実行結果は1001です。⑨２番目にアイコンXを加える他場合は、 0+1=1 を計算し、 実行結果0101です。⑨１番目と２番目にアイコンXを加えると、 1+1=2 を計算し、 実行結果1110になります。 ここまでは、従前のコンピュータと同じです。 量子コンピュータの強みである「量子のもつれ」は、⑩ １番目と２番目にアイコンHを加えることによって実行できます。量子ビットの１番目と２番目は、コインが回っている状態なので「0」と「1」のどちらかです。答えの組み合わせは４通りになります。実行結果は、その４通りを表示しています。
この最後のシミュレーション結果を見て、従前のコンピュータよりも高速になる理由を少し実感しました。ただし、論理回路のアルゴリズムを考えるのが大変そうです。最近のAIは、このようなアルゴリズムを生み出すこともできてしまうのでしょうか。