AP過去問 令和6年度春期 午前 問9

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問9(問題文)

　量子ゲート方式の量子コンピュータの説明として、適切なものはどれか。

ア　演算は2進数で行われ、結果も2進数で出力される。

イ　特定のアルゴリズムによる演算だけができ、加算演算はできない。

ウ　複数の状態を同時に表現する量子ビットと、その重ね合わせを利用する。

エ　量子状態を変化させながら観測するので、100℃以上の高温で動作する。

　

回答・解説

アは間違いです。「演算は2進数で行われ、結果も2進数で出力される。」量子コンピュータでは、演算において量子ビット（qubit）を使用し、量子力学的な性質である 重ね合わせ や 量子もつれ を活用します。クラシックコンピュータのように単純に2進数のみで動作するわけではありません。ただし、最終的な結果の測定時には、量子ビットが0または1というクラシックな状態に崩壊するため、出力は2進数になります。

イは間違いです。「特定のアルゴリズムによる演算だけができ、加算演算はできない。」量子ゲート方式の量子コンピュータは、さまざまな演算を実行できる汎用的な設計を持っています。量子ゲートを組み合わせることで、加算を含む基本的な操作から高度なアルゴリズム（例えばShorのアルゴリズムやGroverのアルゴリズム）まで実行可能です。

ウは正しいです。「複数の状態を同時に表現する量子ビットと、その重ね合わせを利用する。」量子ゲート方式の量子コンピュータは、量子ビットの 重ね合わせ（superposition）や 量子もつれ（entanglement）を利用して、複数の計算状態を同時に処理します。この特性により、従来のコンピュータでは難しい計算を効率的に行うことができます。

エは間違いです。「量子状態を変化させながら観測するので、100℃以上の高温で動作する。」量子コンピュータは通常、極低温（例えば絶対零度に近い温度）で動作します。これは量子ビットの動作を安定させるために必要です。高温で動作する量子コンピュータは現在の技術では一般的ではありません。

　したがって

ウ

　が答えです。

　

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