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2021/7/28 7:52

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量子コンピュータの解説を見ても、よく分かりません。

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ThanksImg質問者からのお礼コメント

2古典ビットが、00,01,10,11のいずれか1つの状態を保持、 2量子ビットが、00,01,10,11の4つの状態をすべて保持、というところで、ようやく理解しました。 とてもわかりやすい説明ありがとうございました! みなさまの回答に感謝いたします。

お礼日時:7/31 16:32

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不正確かも知れませんが、雰囲気としては次のようなものです。 番号合わせ錠というものがあります、0~9 までの数字の付いたリングを幾つか用意されていて、それを回して正しい数字の並びになった時に、鍵が開くというものです。 もしリングが4つあれば、0000~9999 までのどこかに鍵が開く答えがある訳です。従来のコンピュータなら0000から、0001、0002 ・・・と最悪一万回試行を行う必要があります。 量子コンピュータだと、0~9 まで同時に値をとることができます、0~9 までの何処かに穴の開いた容器に水を入れるような感じで、一回の操作で 0~9 の何処の穴から水が漏れたかわかります。穴の開いた容器を4段重ねて置けば、4段の高さを水が流れる時間だけで答えがでます。一万回の試行錯誤とは大違いです。 もっとも現実の問題を対応する容器の穴に置き換えるような巧い変換が簡単ではないので、今のところ量子コンピュータに向いた問題とそうでない問題があります。また容器の穴の数や重ねられる段数も、現在の処あまり多くはありません。しかしもし実用化されれば現代の暗号の解読などはあっという間に行われてしまう可能性があります。

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文系の私が答えるのもなんですが、 1ビットなら2倍になっただけですが、8ビットなら256倍なのかなって思います。 つまり、普通一つずつ計算するところを、同時にすべて答えが返ってくるらしいです。 当然、返ってきた答えの中には間違いが含まれるのですが、その中から正しいものを抽出するのが難しいのだとか・・・。 これは、量子がパラレルワールド的なふるまいをするので、各世界にいるすべての量子に問題を投げかけたら、一度に答えが返ってくるので、高速に計算ができるという論理のようです。

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質問者2021/7/28 18:13

2の8乗(256)と、8の8乗(16777216)ってことですかね・・・?

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合ってるかどうか判断しかねます・・・ 今のコンピュータのレジスタ(CPUが計算するためのワークメモリのようなもの)には,32bitだろうが64bitだろうが128bitだろうが,1bitには0または1しか格納できません. しかし量子コンピュータは,1bitに0と1を同時に格納できるんです.ですから1度の計算で,同時2つ以上の計算が可能になります.今はCPUを複数用意して並列処理をさせてますが,これを単一CPUで行えるようになるんです.当然スーパー量子コンピュータは複数の量子CPUを持つでしょうから,既存コンピュータの100倍以上の性能が確保できます. 量子コンピュータは,量子力学の「重ね合わせ状態」を利用してます.例えば電子のスピン(自転のようなもの)はアップとダウンの2つの状態があります.我々が電子を観測してない時,電子は両方のスピン状態を保持しているんです.見るまで分からないんじゃなくて,両方の状態を同時に持ってます. さらに「もつれ合い(エンタングルメント)」という現象があり,例えば電子と陽子がペアで生まれたとすると,片方はアップで,一方はダウンになりますが,観測するまで両方2つの状態を同時に持ってます.一方を観測してアップだと分かれば,どんなに離れていても,もう片方の状態はダウンに確定します.これを利用すると「量子テレポーテーション」ができるようになります. こういう現象を利用するんです.

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質問者2021/7/28 11:57

分かりやすいご説明ありがとうございます。 量子の持つ性質で、0と1の両方を持てる、というところはなんとなくわかったのですが、そこから複数処理ができる、というところの論理展開がわからずにいます。 単に0か1しかなかったものが、0と1の両方持てるようになっただけなら、2倍になっただけです。 1ビットが2ビットになったのと同じです。 そこが、どういう考え方で、並列処理ができるという話になるのか、です。