量子ビットを見てみよう

2025/9/20 三浦半島.rb #4 LT

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1. 量子ビットを見てみよう 2025/9/20 三浦半島.rb #4 ito-koichi
2. 量子ビットのうわさ... 量子ビットは 「0でもあり1でもある」 らしい ２つの量子ビットがもつ れになると「一方を測定 すると、離れているもう 一方の状態も決まる」ら しい 量子テレポーテー ションでテレポート できるらしい 0と1を同時に持て るらしい
3. なんとなく 怪しい...
4. いや、絶対 数式を見た方が わかりやすいだろ！
5. というわけで 量子ビットを　見てみよう 　数式で
6. 最初に古典ビット。古典ビットは値 古典ビット（※）は「値」。値を直接知ることができる ※「古典」は古いという意味はなく、「量子」と区別するために出てきた言葉。スマートフォンができたので、その 前の携帯電話はフィーチャーフォンと呼ばれるようになった感じ。 古典の世界 0 値を知ること ができる “0だね”
7. 量子ビットは状態 量子ビットは「状態」。ただし状態を直接知ることはできない 量子の世界 どんな状態なのか直接知ることはで きない （「理論では今はこういう状態のは ず」という計算はできる。でも状態を 直接知るすべが無いので、本当にそ うなのかはわからない） ?
8. 量子ビットを測定すると古典ビットが得られる 量子ビットは「状態」。測定結果の古典ビットは値を知ることができる 量子の世界 ? 古典の世界 0 測定すると古典ビッ トが得られる 1 値を知ること ができる “0だね”
9. 量子ビットの数式 量子ビットの「状態」を表す数式 量子の世界 |ѱ> |ѱ> = α|0> + β|1> 読み方：プサイ ケット イコール アルファ ゼロ ケット プラス ベータ イチ ケット |ѱ>を測定すると古典ビット 0, 1のいずれかが得られ る。得られる確率は - |α|^2 の確率で 0 - |β|^2 の確率で 1 上記より、|α|^2 + |β|^2 = 1というルールがある 逆に、多数測定した 結果の0, 1分布から α, βを推定できる
10. 具体例 |ѱ> = α|0> + β|1> - α = 1, β = 0 |ѱ> = 1|0> + 0|1> = |0> → 測定すると必ず0が得られる - α = 0, β = 1 |ѱ> = 0|0> + 1|1> = |1> → 測定すると必ず1が得られる
11. さらに具体例 |ѱ> = α|0> + β|1> |α|^2 + |β|^2 = 1というルールを守ればいいので、 α, βの組み合わせは色々ある - α = 1/√2, β = 1/√2 |ѱ> = 1/√2|0> + 1/√2|1> - |1/√2|^2 = 1/2なので、測定すると - 確率1/2で0が、また確率1/2で1が得られる このように、α, βの両方が0でない状態を「重ね合わせ状態」という
12. うわさにつっこみ - 量子ビットは「0でもあり1でもある」らしい - 0と1を同時に持てるらしい - 正確には「重ね合わせ状態を測定すると、0または1が得られる」 - 0, 1は測定した結果であり、量子ビットそのものではない - 量子ビットはα, βによって決定した「一意の重ね合わせ状態」 量子の世界 |ѱ> 古典の世界 0 測定 1 |ѱ> = α|0> + β|1> 数式の方が正確に 表現できるので、数 式を見よう！ （オタクなので、正 確な表現をしろ！と 言いたい） 得る確率は |α|^2 得る確率は |β|^2
13. 自己紹介 名前： ito-koichi (伊藤公一)　　X：@itokoichi01X: 言語：Kotlin (サーバーサイド) 　Typescript (フロントエンド) 　Ruby (趣味) 参加コミュニティ：Asakusa.rb、千住.dev、PicoPicoRuby 趣味で量子コンピュータを勉強してます