量子コンピュータのハードウェア
量子誤り訂正で、古典の誤り訂正のように「同じデータを3つコピーして多数決をとる」方法をそのまま使えない理由として、正しいものはどれか。
- A未知の量子状態は正確に複製できず(複製不可能定理)、値を確かめようと測定すると重ね合わせが壊れてしまうから
- B量子ビットは0と1の2つの値しかとらないので、多数決をとる意味がないから
- C量子ビットの誤りはビット反転だけなので、コピーしなくてもパリティを1つ付けるだけで訂正できるから
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正解：A. 未知の量子状態は正確に複製できず(複製不可能定理)、値を確かめようと測定すると重ね合わせが壊れてしまうから
複製不可能定理により、未知の量子状態 α|0⟩ + β|1⟩ を別の量子ビットにそっくり写す操作は存在しません。また、データを持つ量子ビットを直接測定すると、重ね合わせが壊れてしまいます。そこで量子誤り訂正では、1つの論理量子ビットの情報を複数の物理量子ビットのもつれた状態に広げて持たせ、補助の量子ビットを使って、隣り合う量子ビットのパリティのような誤りの手がかり(シンドローム)だけを測定します。量子ビットの誤りには、ビット反転のほかに位相反転もあり、両方を検出する必要があります。
- A. 正しい。複製できないことと、測定で状態が壊れることが、古典の方法をそのまま使えない理由です。
- B. 量子ビットは重ね合わせの状態をとるので、2つの値しかとらないというのは誤りです。
- C. 量子ビットには位相反転の誤りもあり、ビット反転だけを見ていては訂正できません。