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FUNDAMENTAL INFORMATION TECHNOLOGY ENGINEER

基本情報技術者の問題解説:量子コンピュータの特徴として適切なものはどれか。

テクノロジ系 標準 fe_a_s045_q005

問題

量子コンピュータの特徴として適切なものはどれか。

  1. あらゆる問題を古典コンピュータより高速に解くコンピュータ
  2. 光速で演算処理を行うコンピュータ
  3. 消費電力がゼロのコンピュータ
  4. 量子ビット(qubit)の重ね合わせと量子もつれを利用して、特定の問題を古典コンピュータより高速に解く(正解)
出典:オリジナル問題|参考範囲:試験要綱Ver.5.5 / FEシラバスVer.9.2 科目A範囲

正解と解説

正解:量子ビット(qubit)の重ね合わせと量子もつれを利用して、特定の問題を古典コンピュータより高速に解く

正解はエ:量子コンピュータは、量子ビット(qubit)の重ね合わせや量子もつれといった量子力学的性質を利用して計算するコンピュータです。特定の種類の問題では、古典コンピュータより大幅な高速化が期待されます。

注意点:あらゆる問題を高速に解けるわけではない点が重要です。代表例として、素因数分解に関するShorのアルゴリズムや、探索問題に関するGroverのアルゴリズムが知られています。

ほかの選択肢:アは「全ての問題で高速」としており誤り、イの「光速で演算」は量子コンピュータの説明ではありません。ウのように消費電力がゼロになるわけでもありません。

仕組み:古典のビットは0か1のどちらか一方しか取れませんが、量子ビットは0と1を一定の割合で重ね合わせた状態を保てます。n個の量子ビットなら2のn乗通りの状態を同時に表現でき、これが特定問題での並列的な計算につながります。ただし測定すると一つの値に確定するため、確率を巧みに操る専用アルゴリズムが必要です。

他の選択肢はなぜ違う?

  • あらゆる問題を高速化できるわけではない。得意な問題が限られる。
  • 光速で演算するという説明は俗説。
  • 消費電力ゼロもあり得ない。

この問題について

出典:オリジナル問題|参考範囲:試験要綱Ver.5.5 / FEシラバスVer.9.2 科目A範囲

IPAが公開するシラバス・試験範囲・公開問題の出題形式を参考にした独自作成問題。公式問題・過去問題の転載ではありません。

公式試験問題、過去問題、公式サンプル問題、市販教材の問題文を転載したものではありません。

参考範囲: シラバスVer.9.2参考

参考文献・出典(公式情報)

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