量子コンピュータのハードウェア
2つの量子ビットが (|00⟩ + |11⟩)/√2 の量子もつれ状態にあるときの説明として、正しいものはどれか。
- A1つ目の量子ビットを測定しても、2つ目の量子ビットは0と1が50%ずつの状態のまま変わらない
- B1つ目を測定して0が得られれば2つ目も必ず0、1が得られれば2つ目も必ず1になる
- C1つ目の測定結果を選ぶことで、離れた場所にある2つ目の量子ビットへ光より速く情報を送れる
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正解：B. 1つ目を測定して0が得られれば2つ目も必ず0、1が得られれば2つ目も必ず1になる
この状態は|00⟩と|11⟩の重ね合わせで、|01⟩や|10⟩の成分を含まないので、2つの測定結果は必ず一致します。それぞれの量子ビットだけを見ると0と1が50%ずつ出ますが、結果どうしには、互いに独立な2つのビットでは説明できない相関があり、これが量子もつれです。ただし、どちらの結果が出るかは測定する人が選べないランダムなものなので、もつれを使って光より速く情報を送ることはできません。量子コンピュータでは、もつれを作る2量子ビットゲートの品質が性能を大きく左右します。
- A. これは2つの量子ビットがもつれていない(独立な)場合です。この状態では、2つの結果は必ず一致します。
- B. 正しい。|01⟩と|10⟩の成分がないので、結果は必ずそろいます。
- C. 結果は測定する人が選べないランダムなもので、相関は結果を後で比べて初めて分かります。光より速く情報を送ることはできません。