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基礎理論新技術トレンド

量子コンピュータの基本概念に関する記述として、最も適切なものはどれか。

ア.量子コンピュータは量子ビット(qubit)を使い、0と1の重ね合わせ状態を利用して古典コンピュータでは困難な問題を並列的に処理する計算機である。正解
イ.量子コンピュータは現在のコンピュータより処理速度が速いだけで、原理的に解ける問題の種類は古典コンピュータと同一である。
ウ.量子コンピュータは物質を原子レベルで切断する量子ナイフを内蔵しており、特殊な物理素材の加工に特化した機械である。
エ.量子コンピュータはすべての計算でスーパーコンピュータより速く、あらゆる分野のコンピュータを置き換えることが可能である。

解説

量子ビットは「表も裏も同時にある」コインのような状態。その重ね合わせを使って、古典コンピュータが総当りするところを一気に並列探索できる魔法のようなコンピュータです。

なぜ ア が正解か

アが正解。量子コンピュータは量子力学の「重ね合わせ(superposition)」と「もつれ(entanglement)」を利用する計算機。qubit は|0⟩と|1⟩の重ね合わせ状態をとれるため、n qubits で 2ⁿ 状態を同時処理できる原理がある。素因数分解(Shorアルゴリズム)・最適化問題・量子化学シミュレーションなど特定の問題で古典コンピュータを凌駕する可能性がある。

なぜ イ は間違いか

解ける問題の種類は同じという記述が不正確。量子アルゴリズム(Shorアルゴリズム・Groverアルゴリズム)は特定問題クラスを古典の限界を超えた計算量クラスで解く可能性を持つ。

なぜ ウ は間違いか

物理的な切断装置ではなく、量子力学を計算に利用するコンピュータ。「量子」という言葉から物理加工をイメージする誤答パターン。

なぜ エ は間違いか

量子コンピュータはすべての問題で優位ではなく、特定のアルゴリズム・問題クラスで強みを発揮する。一般的なWebブラウジングや文書作成では古典コンピュータが適している。

出典: AI生成問題(学習用)