---
layout: page
title: CLONE (複製) 命令!?
description: 量子ビットの状態は複製不可能
---

<p>
  現在のプログラミング言語では、変数 <code>a</code> の値を別の変数
  <code>b</code> に簡単にコピーできます。 ところが QPU の世界では、ある量子ビットの情報
  (振幅の大きさ、位相) を他の量子ビットにコピーできません。 つまり、<span class="font-bold"
    >QPU には CLONE 命令はありません</span
  >。 これは量子ビットを支配する量子力学のルールによるもので、「クローン禁止定理 (no-cloning
  theorem)」として知られています。
</p>

<p>
  数式を使ったクローン禁止定理の証明はとても簡単で、量子状態のコピーが作れるとなると明らかな不具合が出てしまうことを使います。
  以下では、数式を使わずこれを直感的に説明します。
</p>

<p>
  もし量子ビット状態の複製が可能であれば、未知の状態にある量子ビットが与えられたとき、同じ状態を持つ量子ビットを好きなだけ作ることができます。
  何百万個〜と超大量にクローンを作っておけば、それぞれの測定を繰り返すことによって、元の量子ビットの振幅の大きさを推定することができます。
  これは 1 つの量子ビットから無限に情報を得られることを意味します。これは明らかに不可能なことです。
</p>

<figure>
  <img src="./images/wikipedia_youtube_cat.png" class="h-auto w-full border border-neutral-300" />
</figure>

<p>
  たとえば<a href="./p_bit.html">確率的ビット</a>で出てきたような、確率 (振幅の大きさの 2 乗)
  にすべての Wikipedia の記事、すべての YouTube
  動画、インターネットでみつかる猫画像データを詰め込んだ量子ビットを持っていたとします。
  もし量子ビットを他のビットにコピーできる能力があるなら、好きなだけコピーを作ってすべて測定することで、<code
    >0</code
  >
  が出た回数から元データを取り出すことができます。
  十分な数のクローン量子ビットを作ってそれぞれ測定すれば、任意精度での確率が統計的に求まるので、あらゆる猫画像がたった
  1 量子ビットから取り出せるのです。
</p>

<p>
  これじゃ、USB
  メモリもデータセンターも必要ないし、携帯電話のギガ割にお金を払う必要もありません。データを詰め込んだ量子ビットをたった
  1 個送ればいいのですから。たしかに、これは良すぎる話です。
</p>