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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」@

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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

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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

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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!

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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、数学は減らせないかね? ほわぁ...

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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、  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!)

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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) は量子の矢印をX軸に180度回転する 状態|0>が状態|1>に変わる 1ビットゲート操作(XYZHST)  - X:ひっくり返す  - H:中間にする  - Z:位相を回す あたり

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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/

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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??

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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 ・量子状態がなにか直観的に判り難い ・どっかにちゃんとまとめたい(note?)

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08.まとめ ● 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Poc作成して  Codex/ChatGPTで改善してCloudflarePagesにデプロイしました。

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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!

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参考リンク ●ひでたけコンテンツ  ▶https://quantumvisualizer.pages.dev/(量子ゲート操作可視化ツール)  ●QCoder コンテストトップ ●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。 ●計算量   ・ 計算量オーダーについて #アルゴリズム - Qiita

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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…

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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

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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