練習
演習
章ごとにまとめた対話型演習です。理論は各章のページで確認できます。
第 1
量子ビット
量子ビット基底状態計算基底確率振幅
第 2
重ね合わせ
重ね合わせ相対位相|+> と |->アダマールゲート
第 3
測定
測定基底ボルン則射影測定測定後状態
第 4
量子ゲート
ユニタリ演算子パウリ X ゲートパウリ Z ゲートアダマールゲート
第 5
複数量子ビット状態と量子もつれ
テンソル積基底順序CNOTベル状態
- 理解度チェック未開始テンソル積マップ単一量子ビット状態を2量子ビットの基底順序へ写す。
- 対話型の例未開始CNOT の織機H と CNOT がベル状態を作る過程を追跡する。
- 演習未開始ベル相関の監査もつれ相関を、通信や隠れた独立状態と区別する。
- チャプター確認問題未開始第5章 評価テンソル積、CNOT、ベル状態、非通信性の解釈を統合する。
- 演習未開始分離可能性テスト2量子ビット振幅の条件を使い、積状態ともつれ純粋状態を区別する。
- 理解度チェック未開始局所状態のレンズ局所結果のランダム性と結合相関の確定性を同時に考える。
- 対話型の例未開始異なる基底でのベル相関両量子ビットを X 基底で測定したときのベル状態を追跡する。
- チャプター確認問題未開始通信を伴わない相関相関、因果、制御可能な通信を混同する主張を診断する。
第 6
量子回路とプロトコル
回路記法制御ゲート複製不可能定理テレポーテーション
- 理解度チェック未開始回路読解室ワイヤ、制御、測定、時間順序を正しく読む。
- 演習未開始複製不可能の分岐点線形性から、任意の未知状態をコピーできない理由を見る。
- 対話型の例未開始テレポーテーション中継ベル測定、2つの古典ビット、補正ゲートを追う。
- チャプター確認問題未開始第6章 評価回路記法、複製不可能定理、テレポーテーション、超密符号化を統合する。
- 演習未開始回路順序の追跡交換しないゲート順序を、状態を段階的に発展させて比較する。
- 対話型の例未開始テレポーテーション補正表明示した規約の下でベル測定ビットを Bob の補正へ対応づける。
- 理解度チェック未開始超密符号化の資源台帳共有ベル対、送信量子ビット、復元される古典ビットを数える。
- チャプター確認問題未開始プロトコル資源監査テレポーテーション、複製、超密符号化の不完全な主張を修正する。
第 7
設計された干渉としてのアルゴリズム
オラクル位相キックバックDeutsch-JozsaGrover 探索
- 理解度チェック未開始オラクル約束の門オラクル問題が約束すること、しないことを述べる。
- 演習未開始キックバックの鏡情報が相対位相になる符号反転を追跡する。
- 対話型の例未開始Grover 振幅鍛冶場4項目の振幅増幅ステップを計算する。
- チャプター確認問題未開始第7章 評価オラクル約束、キックバック、Deutsch-Jozsa、Grover の限界を統合する。
- 演習未開始Deutsch-Jozsa の追跡定数対均衡という約束問題を、位相と干渉を通して追跡する。
- 理解度チェック未開始オラクル計算量台帳オラクル問い合わせ計算量を、実装やデータアクセス費用と区別する。
- 対話型の例未開始Grover 反復回数振幅増幅の有効な反復回数を見積もる。
- チャプター確認問題未開始高速化主張の監査誇張されたアルゴリズム主張を、モデル、比較対象、資源条件を含めて書き直す。
第 8
ノイズ・誤り訂正・有用な量子計算
ノイズデコヒーレンス量子誤り訂正フォールトトレランス
- 理解度チェック未開始ノイズチャネル診療室ビット反転、位相反転、脱分極、減衰、測定誤差の影響を見分ける。
- 演習未開始シンドローム工房反復符号の直感で単純なビット反転を検出する。
- 対話型の例未開始ハードウェア現実チェック量子優位性の主張を資源とノイズに照らして評価する。
- チャプター確認問題未開始第8章 評価ノイズ、誤り訂正、ハードウェア限界、責任ある主張を統合する。
- 演習未開始位相反転の診断測定基底を変えて位相誤りを可視化する。
- 理解度チェック未開始反復符号の限界3量子ビット・ビット反転符号が訂正できる誤りとできない誤りを区別する。
- 対話型の例未開始スタビライザ・シンドローム表パリティ検査結果を単一ビット反転の位置へ対応づける。
- チャプター確認問題未開始フォールトトレランス主張の監査しきい値の考え方を、その前提とオーバーヘッドを含めて述べる。