2026_04_15_量子計算をパズルとして解く

QCoderへの参加と量子ゲート操作を可視化するアプリについて
（量子ゲート操作が判れば初級問題が解ける。
　プログラムするだけなら物理も数学もなしで行けるのでは。）

Transcript

1. 量子計算を パズルとして解く H.Takechi (hide_take) 2026 年 4月 15 日 「GWにチャレンジしたいことLT会」＠
2. 目次 01.自己紹介 02.量子計算 03. 数学理解 難しくね？ 04.量子ビット を図で現そう！ 05.ゲート操作 をしてみよう！ 06.初級問題を 解こう！ 07.先の展開 08.まとめ
3. 01.自己紹介 3 Twitter:　HidetaTodo, HideVrc VRC:ひでた（hide_take） •技術チャレンジ部：挑戦プログラミングコンテスト参加 ExperienceVR参加 ISUCON13,14参加 　　　　　　　　　　　　　 3D印刷/Enigma挑戦 　　　　　　　　　　　　　量子計算に挑戦中！ VR歴：2022年～ 仕事：クラウド芸人（DevOps/SREワナビー） VR世界：探検したりぼーっとしたり
4. 02. 量子計算がすごい！ qiskit_aer シミュレータソフト (from qiskit_aer 　 import AerSimulator) 試せる程度の実機が存在する… （IBM Quantum API公開) へ～～～っ ローカル環境（Python） 昨日4/14は国際量子デー ▶IPAがコンテスト開催 　先月3/15(QPC006)に技チャレ部２名参戦！
5. 03. でも、数学理解、難しくね？ ▶ 最初の壁が高い！ 入門サイト(QookBook)、内容は丁寧で良いんだけど、数学を減らせない？ ほわぁ... ※凄く助かっています！
6. 04.量子ビットを図で現そう！ •解く以外の枝葉を徹底して削ってみよう！ •パズルと考えても案外いけるのでは？ パズル的攻略で解く話をします！ ▶ 量子状態は矢印で見る ▶ 量子ゲートが矢印の向きをかえる ▶ 今日はこの見方だけ使う ブロッホ球 １量子状態を表す ※物理的には偏光の縦／横／右旋回／左旋回とか、 　スピンの上向き／下向きの状態とかだと思うけど、 　忘れる！（数学を避ける！）
7. 05.ゲート操作をしてみよう！ ▶ 量子状態は矢印で見る ▶ 量子ゲートが矢印の向きをかえる ▶ 今日はこの見方だけ使う Xゲート（通称NOTゲート） 量子の矢印をXを軸に180度回転する 矢印|０> が 矢印|１> に変わる １ビットゲート操作（X,Y,Z,H,S,T） 　- X：ひっくり返す 　- H：中間にする 　- Z：位相を回す ※量子ゲート＝量子演算だよ！
8. 06.初級問題を解いてみよう！ ▶ 初級の100点問題は、１量子ビットの 　　特定状態を作る問題だったりする。 ▶つまり、ある状態を作るゲート操作が 　　判れば解けるんでは？ ゲート操作を試すHTMLアプリを作ったよ！ ▶量子ゲート操作可視化ツールはこちらから 　https://quantumvisualizer.pages.dev/
9. 06.初級問題を解いてみよう！ ⇒つまり、解答は|0>⇒H⇒Y⇒|->ってこと？？ ※実際にQCoder(GenerateMinus)に提出してみよう
10. 07.この先の展開... ▶複数量子ビットはブロッホ球で扱えない ▶量子状態って何か直観的に判り難い ▶どっかにちゃんとまとめたい(note?) この辺から掘ってみたい...
11. 08.まとめ • 量子ゲート操作が判れば意外にも解ける！ • プログラムするだけなら物理も数学も不要！ 　　「古典計算もAND/ORに還元しないよね...」 ▶パズルで解くアプローチがゲーム感覚で楽しい！ ▶だんだん量子計算も分ってくるのでおススメ！ ※なお今回のアプリコードはGeminiCanvasでMVP作成して 　Codex/ChatGPTで改善してCloudflarePagesにデプロイしました。
12. ありがとうございました Happy Quantum Programming! 正確でない点すみません！
13. 参考リンク •ひでたけコンテンツ（量子ゲート操作可視化ツール） 　▶https://quantumvisualizer.pages.dev/ 　▶https://github.com/HideakiTakechi/QuantumVisualizer　 •QCoder 量子計算コンテスト •Qookbook 　 量子コンピュータ利用に必要な知識を演習形式で素早く学習するサイト。 •ゆるコンピュータ科学ラジオ 　　緩い我々向けのリラックスコンテンツ（学習する気がなくても高尾山位までは理解が進む。） 　　・量子コンピュータのエアプを撃墜しまくる動画 　　・量子コンピュータは速いの？ ...グローバーやショアの計算量の話。 　　・量子コンピュータで学ぶ、真実の複雑さ。
14. 補足.量子計算との出会い 14 •ある日、部活のDiscordでコンテストの紹介が流れてくる。。。 なんだか見た様なパターン…
15. 15 補足.初回コンテスト参加 ・基礎知識なし。とりあえず登録。 　　（Demoコンテスト有るがそこまでの時間は無い。） ・当日が休日だったので午後から紹介いただいたQookBookで勉強。 　　（解き方の説明がステップでちゃんとついてる！！） ・論理素子名とかに出る用語が、ノイマンとかダイクストラでなく、フェルミだのなんだの物理学者の名前。 　　（笑うしかない！） ・やってる意味はよく分からないが、問題はゲーム感覚で解ける。（複素数の素養だけ多分少し必要。） 3完400点(基礎演算・・^o^;) https://www.qcoder.jp/ja
16. 16 補足.何が出来るん？ で、何が計算できるん？ 「ある種の問題においては、速そう であると思われている。」 •見つかっている有名な量子アルゴリズム 　　「ショアのアルゴリズム」（素因数分解） 　　　　　　…計算量O(n3logn) 　　　　　　　古典的計算量だと 　　「グローバーのアルゴリズム」（検索） 　　　　　　　… 　　　　　　　古典的計算量O(N) ちょっと何言ってるか判らない… ちょっとましだってこと？ ⇒多項式時間 ⇒指数時間 計算量オーダーについて - Qiita