量子振幅推定を用いた円周率推定法
量子コンピュータ用のアルゴリズムである量子振幅推定を活用した、モンテカルロ計算の高速化が期待されている。本研究は、モンテカルロ計算の代表的な問題である円周率推定を量子回路で作成し、古典計算との比較を行った。はじめに基本的な算術回路である量子積算回路をベースに2種類の量子二乗回路を提案し、さらに4𝑛+1個の量子ビットで22𝑛個のサンプリングを行う円周率推定回路を実現した。量子シミュレータでサンプル数と計算量を変化させ、古典計算と比較することでその特徴を考察した。
Quantum Circuit to Estimate PI Using Quantum Amplitude Estimation
The quantum algorithm for the Monte Carlo method using quantum amplitude estimation will enable high-speed calculations. This study presents two types of quantum squaring circuits based on quantum multipliers and a quantum circuit for estimating the pi value using the squaring circuits and by quantum amplitude estimation. The quantum circuit for estimating the pi value was implemented in 4𝑛+1 qubits at 22𝑛 sampling. The quantum circuit was demonstrated using a quantum computer simulator by changing sampling numbers and computational complexity to compare with a classical calculation.
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