量子アプリQni 量子プログラミング入門

概要 インストール不要ユーザ登録不要でPCやタブレットスマートフォン等のWebブラウザでqniapp.netに無料でアクセスするだけで量子シミュレータが動く大学など講義で量子コンピュータを教えるときにこの量子アプリQniがあれば学生は自らのスマートフォンで量子回路をシミュレーション実験できる量子ネイティブ育成のために量子ゲートをドラッグ＆ドロップするだけで量子ゲート方式の量子回路での量子アルゴリズムが直ぐにGUIで習得可能量子アプリQniを使って定番の量子アルゴリズムや量子通信プロトコルグローバー探索アルゴリズムなどの量子プログラミングを解説した 目的 本書を作成する契機はネットで最近世界的にプログラミング能力が落ちており量子コンピュータをもっと早く教育すべきというような記事を目にしたことであるかってはデジタルネイティブと言われ生まれも育ちもデジタル時代に生きた人を指しアナログ世代に生まれ育った人はデジタル世界に移住したデジタルイミグラント(移民)と呼ばれたしかし今では量子ネイティブという言葉が出てきて生まれも育ちも量子コンピュータ時代に生きようとしている世代を指すようであるそのような量子ネイティブを育てるために量子プログラミング能力の育成が重要と思われる 目次 第1章 量子アプリQni 1 1-1 量子アプリQniとは 2 1-2 量子アプリQniによるはじめての量子プログラミング 5 1-3 未来の量子エンジニアのためのステップアップ 13 第2章 量子アプリQniの基本操作 15 2-1 量子アプリQniで2量子ビットの量子プログラミング 16 2-2 量子アプリQniと量子ビットのブロッホ球表示 20 第3章 量子ゲートの基礎 29 3-1 量子アプリQniでの量子ゲートの基礎 30 3-2 ユニタリ回転ゲートU1, U2, U3 38 第4章 量子ビットの重ね合わせ状態 39 4-1 重ね合わせ状態とは 40 4-2 重ね合わせ状態をアダマール変換で作成 43 4-3 いろいろな重ね合わせ状態 45 4-4 2量子ビットの重ね合わせ状態 49 4-5 アダマール変換による演算子X,Y,Zの相互変換 52 4-6 アダマール変換で4量子ビットの重ね合わせ状態 54 第5章 2量子ビットのもつれ状態 55 5-1 もつれ状態と量子非局所性の原理 56 5-2 制御NOTゲートによるもつれ状態 59 5-3 制御Zゲートによるもつれ状態 62 第6章 量子ゲートの測定と制御 65 6-1 基本ゲートでのX, Y, Z測定 66 6-2 制御NOTゲート 69 6-3 制御Uゲート 74 第7章 量子アルゴリズム 83 7-1 ドイチ問題とは 84 7-2 ドイチ問題の量子オラクル 86 7-3 ドイチ・ジョサアルゴリズム 91 7-4 ベルンシュタインヴァジラニアルゴリズム 94 7-5 サイモンアルゴリズムのQiskitコード 98 第8章 量子通信プロトコル 103 8-1 1ビットの量子状態テレポーテーション 104 8-2 2ビットの量子状態テレポーテーション 109 8-3 制御NOTゲートの量子ゲートテレポーテーション 112 8-4 ベル状態の量子状態テレポーテーション 114 8-5 量子高密度符号 117 第9章 グローバー探索アルゴリズム 119 9-1 グローバーの振幅増幅手法 120 9-2 位相オラクルでの探索解マーキング 126 9-3 ビット反転演算の拡散変換での探索 128 9-4 データベースN=8でのグローバー探索アルゴリズム 130 9-5 ブールオラクルでの探索 136 9-6 複数の探索解でのグローバーアルゴリズム 143 9-7 4量子ビット以上でのグローバーアルゴリズム 146 著者プロフィール 中山 茂 (なかやま しげる) 京都大学工学博士鹿児島大学名誉教授 京都生まれ京都大学大学院工学研究科博士課程修了後上智大学英国Reading大学京都工芸 繊維大学兵庫教育大学英国Oxford大学鹿児島大学を経て2014年に定年退職 著書 HotJava 入門HTML と JavaScript(以上工学図書)Turbo CTurbo C++ グラフィック スプログラミング入門Fortress 言語量子アルゴリズムJava2 グラフィックスプログラミ ング入門(以上技報堂出版)Swift 言語入門Swift アプリ開発入門Swift Apple Watch ア プリ開発入門クラウド量子計算入門Swift Mac アプリ開発入門Swift Playgrounds アプリ デビュー(以上カットシステム)Swift Playgrounds iPadでミニゲームアプリ作成入門2019 年版 診療放射線技師受験対策 医用工学速習Swift4.2 iPhoneXSミニゲームアプリ作成入門ク ラウド量子計算 量子アセンブラ入門Pythonクラウド量子計算QISKitバイブルPython量子プ ログラミング入門2Cirq量子計算入門Cirq量子アルゴリズム入門Cirq量子アルゴリズムN- Queens問題入門Ocean量子アニーリング入門量子アニーリングOcean基礎QASM VSCode 量子アセンブラ入門QASM VSCode量子アセンブラ基礎Qiskit量子プログラミング入門(以 上NextPublishing Authors Press)など