量子ビットは確率的ビットによく似ており、1 量子ビットは 0 と 1
の重ね合わせ状態をとることができます。Qni では、これを次のように円で視覚化します。
2 個の円はそれぞれ状態 0 (左) と 1 (右)
をあらわしており、中の青い部分の面積はそれぞれの確率を表しています。
この状態ではどちらも五分五分なので、0 と 1 がそれぞれ
50% の確率で重ね合わされていると言います。
これからは状態 0 と 1 をそれぞれ記号 |0⟩ と
|1⟩ で表します。
これらは量子力学や量子コンピュータでよく使われる記号で、「ディラックのケット
(または単にケット)」と呼ばれます。 後に詳しく説明しますが、現時点では 0 と
1
の状態を区別するための単なるラベルだと考えて大丈夫です。
|0⟩ と |1⟩ の確率は、合計が 100%
という条件さえ満たせば好きな値を取ることができます。
たとえば、次のようなさまざまな状態のバリエーションが考えられます。
| 確率 | 円表示 |
|---|---|
|0⟩ が 100% |
|
|1⟩ が 100% |
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|0⟩ と |1⟩ が 50%
|
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|0⟩ が 80%, |1⟩ が 20%
|
|
円の中にある時計の針のようなものは、量子ビットが持つ位相というデータを表します。 位相とは量子ビットが持つある種の回転を表します。 QPU は何が得意？の例で出てきたように、 量子コンピュータはルービックキューブのようないろいろな方向への回転操作を量子ビットに対して行います。 この回転により、量子ビットの位相が変化します。
いよいよ Qni を使った最初の実験です。 回路に QPU 演算をドラッグアンドドロップすることで、|0⟩
と |1⟩ の確率が変化するのを見てみましょう。
それぞれの命令が何をしているかはまだ気にしなくてかまいません。
命令によっては確率がまったく変化しないかわりに、位相 (時計の針) だけを回転させるものもあります。
また、両方を変化させるものもあります。 ここで確認しておきたいポイントは、QPU
命令が確率や位相を変化させ、命令の種類によってその変化が異なる、という 2 つです。