Celestiphony / Labs

QUANTUM / CIRCUIT EXPLORER

回路を進めて、
確率の変化を観察する。

重ね合わせ、位相の干渉、探索の反復。小さな回路を一歩ずつ進めて、量子計算の仕組みを確かめるラボです。

自主制作・1〜3量子ビット
ブラウザの通常のCPUで行う理想状態のシミュレーションです。量子実機は使いません。測定サンプルは計算した確率から生成し、実機ノイズや量子優位性は評価しません。

Bell状態の回路を表示しています。

01 / EXPERIMENT

回路と条件を選ぶ。


同じ条件・シードなら同じ標本になります。各回は同じ状態を再準備した独立測定のモデルです。

02 / CIRCUIT & STATE

回路と状態ベクトル

q0は最下位ビット。表示順は左から q(n−1)…q0 です。濃いゲートまで実行済み。Mは計算基底での測定です。

確率の合計1.000000
00 または 11100.0%
理想確率。測定サンプルは未生成。
状態 振幅(実部, 虚部) 理想確率 測定回数
同じ回路をQiskitで確かめる

現在のステップまでの回路です。Qiskit 2系のStatevector APIで、外部アカウントなしに理想確率を比較できます。このページ自体はQiskitを実行していません。


            
          
観察するポイント・使える範囲

Bell状態

Hの直後は00と01、CXを通すと00と11だけになります。計算基底の相関だけでは、古典的な相関との違いやBell不等式違反を実証できません。

位相の干渉

H → RZ(θ) → H。RZの直後は確率が同じでも複素振幅が変わり、最後のHで確率の違いとして現れます。θ=0°では0、180°では1となります。

Grover探索

既知の対象1つを位相反転するオラクルを組み込み、平均振幅に対する反転で増幅します。8候補・対象1つでは2回の反復で対象の理想確率が約94.5%。反復しすぎると低下します。対象が既知なのはオラクルの学習例のためです。一般の検索サービスを高速化したものではありません。

状態ベクトルは複素数の配列で直接計算。1〜3量子ビットに限定し、密度行列、実機の誤り、コンパイラ最適化、QPU接続は含みません。Qiskitコードとの比較や技術説明のUI制作を示す自主制作で、量子分野の業務実績ではありません。

参照:IBM Quantumのビット順序 · Grover探索の解説

複雑な計算を、触って理解できる画面へ。

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