量子コンピュータのハードウェア
2量子ビットの|00⟩(左が1つ目の量子ビット)に対して、1つ目に H ゲートを作用させ、続いて1つ目を制御ビット、2つ目を標的ビットとする CNOT ゲートを作用させた。得られる状態はどれか。
- A(|00⟩ + |11⟩)/√2
- B(|00⟩ + |10⟩)/√2
- C(|01⟩ + |10⟩)/√2
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正解：A. (|00⟩ + |11⟩)/√2
H ゲートで1つ目が重ね合わせになり、状態は (|00⟩ + |10⟩)/√2 になります。CNOT ゲートは制御ビットが1のときだけ標的ビットを反転するので、|10⟩が|11⟩に変わり、(|00⟩ + |11⟩)/√2 になります。これはベル状態と呼ばれる量子もつれ状態で、2つの量子ビットの測定結果は必ず一致します。H ゲートと CNOT ゲートの組み合わせは、もつれを作る最も基本的な回路です。
- A. 正しい。CNOT ゲートで|10⟩が|11⟩に変わります。
- B. H ゲートを作用させた直後の状態で、CNOT ゲートの働きを忘れています。
- C. 別のベル状態で、同じ回路を|01⟩から始めると得られます。