量子コンピュータのハードウェア
量子ビットについての説明として正しいものはどれか。
- A0と1の中間の電圧を保持するアナログの記憶素子で、読み出すと中間の値がそのまま得られる
- B|0⟩と|1⟩の重ね合わせの状態をとることができ、測定すると確率的に0か1のどちらか一方が得られる
- C0と1を同時に保持しているので、1回の測定で0と1の両方の値を読み出せる
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正解：B. |0⟩と|1⟩の重ね合わせの状態をとることができ、測定すると確率的に0か1のどちらか一方が得られる
量子ビットの状態は α|0⟩ + β|1⟩ と書け、α と β は |α|² + |β|² = 1 を満たす複素数(確率振幅)です。測定すると、確率 |α|² で0、確率 |β|² で1が得られ、状態は得られた結果の方に変わります。重ね合わせは「0と1の中間の値」ではなく、測定で得られるのは常に0か1のどちらか一方です。1回の測定で得られる情報は1ビットだけで、α と β の値そのものを直接読み出すことはできません。
- A. 測定で得られるのは0か1のどちらかで、中間の値は得られません。確率振幅は、電圧のような連続量として読み出せるものではありません。
- B. 正しい。測定の結果は、確率 |α|² で0、確率 |β|² で1になります。
- C. 1回の測定で得られるのは0か1の一方だけです。重ね合わせを「両方を同時に読める状態」と考えるのはよくある誤解です。