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。0か1に確定したビットに2進演算を施して結果を得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状態を変化させながら計算します。各量子ビットの値が0か1に確定するのは測定したときで、演算そのものを2進数の値で行うわけではありません。

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、量子ゲートを組み合わせて任意の計算を表現できる汎用型で、加算回路も構成できます。組合せ最適化など特定の問題の求解に特化しているのは量子アニーリング方式の特徴であり、量子ゲート方式の説明ではありません。

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るので、n個の量子ビットで2のn乗通りの状態を同時に表現できます。量子ゲート方式では、この重ね合わせや量子もつれを量子ゲートで操作し、干渉を使って目的の解が観測されやすくなるように計算します。

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。量子ビットの重ね合わせ状態は、観測（測定）すると0か1に確定して失われます。そのため量子ゲート方式では、主に観測をせずに量子ゲートで状態を変化させ、原則として計算の最後に測定して結果を得ます。また、量子状態は熱などの雑音で壊れやすく、例えば超伝導方式では極低温に冷却して動作させるので、100℃以上の高温で動作するという説明は誤りです。