量子コンピュータ手習い
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量子コンピュータの理論面の入門書です。量子ビットとビットの違い、量子計算特有の難しさとその理由に触れつつ、状態の定義・演算・測定といった量子コンピュータの構成要素を解説します。 A5版/55P 蟷螂（本文）、T_Y_K（表紙）
目次
第1章 イントロダクション 1.1 ビットと量⼦ビットの違い 1.1.1 重ね合わせ状態 1.1.2 量⼦もつれ 1.1.3 複製不可能性原理 1.2 なぜ量⼦計算なのか 第2章 単⼀量⼦ビット 2.1 量⼦ビットとは 2.1.1 量⼦ビットと量⼦状態 2.1.2 状態ベクトル 2.1.3 別の基底から⾒た量⼦ビット 2.1.4 ブロッホ球 2.2 量⼦ビットの操作 2.2.1 演算⼦ 2.2.2 重要な演算⼦ 2.2.3 演算⼦の⼀般化 2.2.4 任意の SU(2) の分解 2.3 量⼦回路を使った表現 第3章 多量⼦ビット 3.1 複数の量⼦ビットの状態表現 3.1.1 テンソル積 3.1.2 セパラブルな多量⼦ビット状態 3.1.3 セパラブルでない多量⼦ビット状態 3.1.4 セパラブルな多量⼦ビット状態の⼀般化 3.1.5 量⼦回路を使った表現 3.2 多量⼦ビットの演算⼦ 3.2.1 CNOT 演算⼦ 3.2.2 CNOT 演算⼦と古典計算の関係 3.2.3 CNOT 演算⼦の⼀般化 3.2.4 Toffoli 演算⼦ 3.2.5 Toffoli 演算⼦と古典計算の関係 3.3 可逆古典演算 3.3.1 可逆古典計算の例 第4章 測定 4.1 射影測定とは 4.1.1 測定と確率 4.1.2 測定後の量⼦状態 4.1.3 射影測定の例 4.2 多量⼦ビットの部分測定 4.3 量⼦回路を使った表現 4.4 射影演算⼦ 4.4.1 射影演算⼦とは 4.4.2 射影演算⼦を使った確率の導出例 4.4.3 基底がパウリ演算⼦の固有ベクトルの場合 4.4.4 測定後の量⼦状態 4.5 トレースを⽤いた測定の記述 4.5.1 トレースとは 4.5.2 トレースを使った確率の導出例 第5章 密度演算⼦ 5.1 密度演算⼦を使った量⼦状態の表現 5.2 密度演算⼦の性質 5.2.1 エルミート演算⼦ 5.2.2 半正定値 5.2.3 トレースが常に１ 5.3 密度演算⼦に対する量⼦操作 5.4 ⼀般化された測定 5.4.1 純粋状態の線形重ね合わせと古典的確率混合の違い 5.4.2 ⼀般化された測定の利点
シリーズ
本書は以下の3部作シリーズの1冊目です。 - 入門編『量子コンピュータ手習い』 https://iwanuki.booth.pm/items/2277311 - 応用編『Effective量子コンピュータ』 https://iwanuki.booth.pm/items/2277498 - 発展編『More Effective量子コンピュータ』 https://iwanuki.booth.pm/items/2277517