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B: Generate Minus state

実行時間制限：3 秒

メモリ制限：512 MiB

配点：200点

Writer：admin

解説

量子ビットに XX ゲートを作用させた後に アダマール (Hadamard; HH) ゲート を作用させることで、ゼロ状態からマイナス状態への遷移を実現できます。

∣0⟩→X(0)∣1⟩→H(0)12(∣0⟩−∣1⟩)=∣−⟩\begin{align} \ket{0} &\xrightarrow{X(0)} \ket{1} \nonumber\\ &\xrightarrow{H(0)} \frac{1}{\sqrt{2}} (\ket{0} - \ket{1}) = \ket{-} \end{align}

この量子ビットを測定すると、計算基底状態 ∣0⟩\ket{0} と ∣1⟩\ket{1} が等しい確率 1/21/2 で観測されます。（確率は状態の複素振幅の絶対値の二乗で表されます）

このような確率的な重ね合わせ状態は、古典コンピュータには無い量子コンピュータ特有の性質の一つです。

解答例

解答例は以下の通りです。

from qiskit import QuantumCircuit
 
 
def solve() -> QuantumCircuit:
    qc = QuantumCircuit(1)
 
    qc.x(0)
    qc.h(0)
 
    return qc

補足

  • 今回の問題に出題された XX ゲート、アダマール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。