量子コンピュータのハードウェア
10個の量子ビットからなる系の一般の状態を表すのに必要な、確率振幅(複素数)の数はどれか。
- A10個
- B100個
- C1,024個
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正解：C. 1,024個
n個の量子ビットの状態は、|00…0⟩から|11…1⟩までの 2ⁿ 通りの基底状態の重ね合わせで、それぞれに1つずつ確率振幅があります。10個なら 2の10乗で1,024個です。量子ビットを1個増やすごとに振幅の数は2倍になり、50個では約10¹⁵個に達します。ただし、測定で得られるのは n ビットの0と1の列1つだけで、振幅をすべて読み出すことはできません。
- A. 量子ビットの数そのものです。重ね合わせを表すには、基底状態ごとに振幅が必要です。
- B. 10の2乗の値です。振幅の数は量子ビット数の2乗ではなく、2のべき乗で増えます。
- C. 正しい。2の10乗 = 1,024 通りの基底状態それぞれに振幅があります。