応用情報技術者 2024年 秋期 午前2 問09
問題文
量子超越性 (Quantum Supremacy)の説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：重ね合わせという現象を用いた量子暗号が、現在の暗号化方式よりもはるかに安全であること
イ：従来のコンピュータが古典物理学に依拠する段階にとどまっているのに比べて、 量子コンピュータが量子力学に依拠して作られていること
ウ：従来のコンピュータでは実用的な時間で処理することができない計算を、量子コンピュータでは高速に実行できること（正解）
エ：同一の性能を実現した従来のコンピュータに比べて、 量子コンピュータの物理的な大きさを圧倒的に小さくできること
量子超越性 (Quantum Supremacy)の説明【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：量子超越性とは、量子コンピュータが従来のコンピュータでは実用的な時間内に解けない問題を高速に解く能力を指します。
- 根拠：量子コンピュータは量子ビットの重ね合わせや干渉を利用し、特定の計算問題で指数関数的な高速化を実現します。
- 差がつくポイント：量子超越性は「量子コンピュータの計算速度の優位性」に着目しており、量子暗号や物理的サイズの話とは異なる点を理解することが重要です。
正解の理由
選択肢ウは「従来のコンピュータでは実用的な時間で処理できない計算を量子コンピュータが高速に実行できること」と述べており、量子超越性の本質を正確に表現しています。これは、量子コンピュータが特定の問題において古典コンピュータを凌駕する性能を示すことを意味し、量子超越性の定義に合致します。
よくある誤解
量子超越性は「量子暗号の安全性」や「量子コンピュータの物理的な大きさ」に関する話ではありません。これらは関連技術ですが、量子超越性の定義とは異なります。
解法ステップ
- 問題文の「量子超越性」の意味を正確に把握する。
- 選択肢の内容が「量子超越性の定義」に合致しているかを確認する。
- 「計算速度の優位性」に関する説明を探す。
- 他の選択肢が量子超越性の定義と異なる点を検証する。
- 最も適切な選択肢を選ぶ。
選択肢別の誤答解説
- ア：量子暗号の安全性に関する説明であり、量子超越性の定義ではありません。
- イ：量子コンピュータの物理的原理の違いを述べていますが、超越性の意味とは異なります。
- ウ：量子超越性の正しい説明です。
- エ：量子コンピュータの物理的サイズに関する話であり、超越性とは無関係です。
補足コラム
量子超越性は2019年にGoogleが発表したSycamoreプロセッサによる実験で注目されました。これは特定の問題を従来のスーパーコンピュータよりも圧倒的に短時間で解いたことを示し、量子計算の実用化に向けた重要なマイルストーンとなりました。
FAQ
Q: 量子超越性と量子優越性は同じ意味ですか？
A: はい、一般的には同じ意味で使われ、量子コンピュータが古典コンピュータを計算速度で上回ることを指します。
A: はい、一般的には同じ意味で使われ、量子コンピュータが古典コンピュータを計算速度で上回ることを指します。
Q: 量子超越性はすべての計算問題で優れているのですか？
A: いいえ、特定の問題に限定されており、すべての計算で優れているわけではありません。
A: いいえ、特定の問題に限定されており、すべての計算で優れているわけではありません。
関連キーワード: 量子超越性、量子コンピュータ、計算速度、量子ビット、Sycamoreプロセッサ
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