令和6年度 春期 高度試験共通 午前I 問4

各選択肢の解説

ア

演算は2進数で行われ、結果も2進数で出力される。

誤りです。確定した0/1の2進数値に対して演算するのは古典コンピュータの説明です。量子ゲート方式では、0と1の重ね合わせ状態にある量子ビットに量子ゲートを作用させて計算し、最後の観測で初めて0/1の値が確定します。「重ね合わせ状態の量子ビットを量子ゲートで操作し、最後の観測で結果を得る」とすれば正しくなります。

イ

特定のアルゴリズムによる演算だけができ、加算演算はできない。

誤りです。量子ゲート方式は、基本的な量子ゲートを組み合わせて任意の計算を表せる汎用型で、加算回路も構成できます。特定の問題向けの処理だけを行うのは、組合せ最適化に特化した量子アニーリング方式の特徴です。「量子ゲートの組合せで加算を含む汎用的な計算ができる」とすれば、量子ゲート方式の正しい説明になります。

ウ

複数の状態を同時に表現する量子ビットと、その重ね合わせを利用する。

正しいです。量子ビットは0と1を重ね合わせた状態を取れます。n個の量子ビットは、2のn乗通りの基底状態の重ね合わせを表現できます。量子ゲート方式は、量子ゲートでこの重ね合わせや量子もつれを操作し、干渉によって正解が観測される確率を高める計算方式です。

エ

量子状態を変化させながら観測するので、100℃以上の高温で動作する。

誤りです。量子状態は観測すると重ね合わせが崩れます。そのため、量子ゲート方式では計算対象の量子ビットを量子ゲートで操作してから測定し、結果を読み出すのが基本です。また、重ね合わせや量子もつれは熱雑音で壊れやすく、100℃以上の高温で動作するという特徴はありません。「超伝導方式などでは絶対零度近くまで冷却して量子状態を保ち、量子ゲートで操作した後に測定する」と直せば正しい説明になります。