A1: Generate Plus state

解説

量子コンピュータでは「量子ゲート」という概念を用いて、量子ビットの状態を操作します。

今回の問題では、量子ゲートの一種であるアダマール (Hadamard; $H$) ゲートを量子ビットに作用させることで、ゼロ状態からプラス状態への遷移を実現できます。

この量子ビットを測定すると、計算基底状態 $\ket{0}$ と $\ket{1}$ が等しい確率 $1/2$ で観測されます。（確率は状態の複素振幅の絶対値の二乗で表されます）

このような確率的な重ね合わせ状態は、古典コンピュータには無い量子コンピュータ特有の性質の一つです。

解答例

解答例は以下の通りです。

from qiskit import QuantumCircuit
 
 
def solve() -> QuantumCircuit:
    qc = QuantumCircuit(1)
    
    # Apply Hadamard gate to the 1st qubit (index 0)
    qc.h(0)
 
    return qc

次のように記述することもできます。

from qiskit import QuantumCircuit
from qiskit.circuit.library import HGate
 
 
def solve() -> QuantumCircuit:
    qc = QuantumCircuit(1)
 
    qc.append(HGate(), [0])
 
    return qc

補足

• アダマールゲート以外にも多くの量子ゲートが存在します。
  それぞれの量子ゲートの意味や役割を理解しておくと、今後の問題を解く際に役立つかもしれません。
  • List of quantum logic gates (Wikipedia)