A1: Generate State $i \ket{1}$

解説

量子コンピュータでは「量子ゲート」という概念を用いて、量子ビットの状態を操作します。

今回の問題では、量子ゲートの一種である $Y$ ゲートを量子ビットに作用させることで、ゼロ状態 $\ket{0}$ から目的の量子状態 $i\ket{1}$ への遷移を実現できます。

$Y$ ゲートを量子状態 $\ket{0}$ に対して作用させることにより、量子状態 $i\ket{1}$ を得ることができます。

この量子ビットを測定すると、計算基底状態 $\ket{1}$ が確率 $1$ で観測されます。

$i = e^{i \pi / 2}$ より、状態の グローバル位相 は $\pi / 2$ になっています。

解答例

解答例は以下の通りです。

from qiskit import QuantumCircuit
 
 
def solve() -> QuantumCircuit:
    qc = QuantumCircuit(1)
 
    # Apply PauliY gate to the 1st qubit (index 0)
    qc.y(0)
 
    return qc

補足

• Yゲート以外にも多くの量子ゲートが存在します。
  それぞれの量子ゲートの意味や役割を理解しておくと、今後の問題を解く際に役立つかもしれません。
  • List of quantum logic gates (Wikipedia)