レポート：量子コンピュータの基本動作と高速シミュレータQulacsのチュートリアル

「量子コンピュータの基本動作と高速シミュレータQulacsのチュートリアル」

講師：藤井 啓祐 氏
（大阪大学大学院 基礎工学研究科 教授）

講演概要：
近年、量子コンピュータの実現にむけて、大学や国の研究機関に加えて、GoogleやIBMに代表される巨大IT企業や、新興のベンチャー企業、などが量子コンピュータのハードウェア開発を進めている。2019年には、特定ベンチマーク問題において、量子コンピュータが従来コンピュータよりも高速であること（量子超越性）を示す結果がGoogleから発表され、有用なタスクへと量子コンピュータを応用する取り組みや、量子ソフトウェアの開発が加速している。短期的には、現状のノイズをある程度含む小・中規模の量子コンピュータ（NISQ: noisy intermediate-scale quantum technology）を活用する方法が模索されており、長期的には量子誤り訂正機能を搭載した誤り耐性量子コンピュータの研究が進められている。また、量子コンピュータ実機が現状発展途上であることから、従来コンピュータ上で動作するシミュレータの活用が量子ソフトウェア研究において重要となっている。本講義では、量子コンピュータの現状と基本的な動作原理について詳しく紹介し、その後、我々が開発している高速シミュレータ、Qualcs（※1）のチュートリアルと簡単な量子回路の実行を行う。

※1:Qualcs
量子計算研究のための量子回路の高速シミュレーター。大阪大学 藤井研究室で開発され、ベンチャー企業であるQunaSysが保守・新規機能開発を行う。
C++で書かれているライブラリをPythonインターフェイスを介して呼ぶことによって高速性と利便性を両立している。