「Ｑｕｂｉｔ」量子ビットはバナップルのような重ね合わせが使える？

量子ビットは重ね合わせで正解を探すのが得意だ！

ふつうのコンピュータは、すべての情報を０と１の２進法で表す「ビット」で計算しています
ところが量子のふしぎを取り入れた「量子コンピュータ」では０と１だけではなく、重ね合わせが使える「量子ビット」、通称「Ｑｕｂｉｔ（キュービット）」を使います
ということは、０と１が半分半分のビットやほとんど０でもちょっと１が混ざったようなビットが使えるわけです

ここでまたバナップルの登場
ふつうのビットは０と１だけ、つまり、アップルとバナナだけですべてを計算します
しかし、量子ビットはバナップルのような重ね合わせが使えるのです
アップルとバナナを上と下に配置すると、ふつうのビットはこの２点を使ってすべての計算をしています
要するに計算に使えるものがこの２個しかないわけです
ただし、量子ビットで許されている情報は・・・
アップルとバナナは上と下、バナップルとアナナは右と左、それ以外にもアップナやもうほぼほぼバナナのバナナナナナルとかも使えるわけです
これだけ見ても量子ビットがふつうのビットよりもたくさんの状態を取り得るのがわかるかと思います

実際の量子を使って量子ビットをつくるときには、バナナとアップルように異なる２つの状態を用意します
それは、たとえば原子の中の電子が低い軌道を回っているときを０、高い軌道を回っているときを１と決めます
バナップルの状態は、低い軌道を飛んでいる電子と高い軌道を飛んでいる電子が半分ずつ重ね合わさった状態です
このように、量子の性質を使って計算するのが量子コンピュータです

２進法の計算とは？

ふつうのビットと量子ビットの構造は？
ふつうのビット
０か１

バナナかアップル


ふつうのビットでは、アップルとバナナを上と下に配置すると、この２点を使ってすべての計算をする
たとえば［０１０］は［バナナ・アップル・バナナ］というように、みんなが使っているコンピュータはこのアップルとバナナだけで情報を書き表して計算している

量子ビット
０か１か、その重ね合わせ

バナナかアップルか、その重ね合わせ


量子ビットで許されている情報は・・・
アップルとバナナは上と下、アナナとバナップルは左と右、それ以外にもアップナ（アップル７割、バナナ３割）や、もうほとんどバナナのバナナナナルとかも使えるわけ
これだけ見ても量子ビットがふつうのビットよりもたくさんの状態を取りうるのがわかる

実際の量子ビットは？
原子のエネルギー準位

重ね合わせ状態

【出典】『眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話』著：久富隆佑、やまざき れきしゅう

（この記事は、ラブすぽの記事で作りました）

ふつうのコンピューターは０と１の２進法「のみ」で計算

量子コンピューターは０と１に加え、重ね合わせも使える

つまり・・・

ふつうのビットと量子ビットの構造は？

・ふつうのビット
０か１

バナナかアップル


ふつうのビットでは、アップルとバナナを上と下に配置すると、この２点を使ってすべての計算をする
たとえば［０１０］は［バナナ・アップル・バナナ］というように、みんなが使っているコンピュータはこのアップルとバナナだけで情報を書き表して計算している

・量子ビット
０か１か、その重ね合わせ

バナナかアップルか、その重ね合わせ


量子ビットで許されている情報は・・・
アップルとバナナは上と下、アナナとバナップルは左と右、それ以外にもアップナ（アップル７割、バナナ３割）や、もうほとんどバナナのバナナナナルとかも使えるわけ
これだけ見ても量子ビットがふつうのビットよりもたくさんの状態を取りうるのがわかる

実際の量子ビットは？
原子のエネルギー準位

重ね合わせ状態





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