VRChat CS集会で発表！量子コンピュータで半加算回路を実装してみたよ！
詳細情報
発表のハイライト
- VRChatのCS集会で、量子コンピュータのハッカソンに参加した体験を発表しました。
- ハッカソンでは、量子コンピュータを使って半加算回路を実装するというテーマに挑戦しました。
- 量子コンピュータの基礎や、実際に使用したツール、そして実装結果について発表しました。
- VRChatで量子計算を体験できるワールドも紹介しました！
エンジニア集会のハッカソンに参加！
2023年9月に行われたエンジニア集会のハッカソンに、夜鍋ヨナさんとねーたーさんのチーム「レジスタンス集会」で参加してきました！
ハッカソンは9月9日（月）に発表会が行われ、私たちのチームは9月6日（火）に発表を行いました。
実は、ハッカソンの参加申し込み締め切りが8月1日だったのですが、その翌日にハッカソンのテーマを思いついたんです！
「もう間に合わない！でも、せっかくの機会だし、悔しいから参加してみよう！」
そう思い、得意分野が異なるねーたーさんを誘って、急遽チームを結成しました。
ハッカソンのテーマ：量子コンピュータで半加算回路を実装
ハッカソンでは、量子コンピュータに関する様々なテーマの中から、「半加算回路を実装する」というテーマを選びました。
半加算回路は、2つのビットの加算を行うための基本的な回路です。
量子コンピュータで半加算回路を実装することで、量子コンピュータの基礎的な動作を理解し、実際にプログラムを作成する経験を積むことができました。
量子コンピュータってそもそも何？
量子コンピュータは、量子力学の原理を利用した新しいタイプのコンピュータです。
従来のコンピュータは、0と1の2つの状態を持つビットを基本単位として計算を行っていましたが、量子コンピュータは、0と1の両方の状態を同時に持つことができる「量子ビット」を使用します。
この量子ビットの重ね合わせ状態を利用することで、従来のコンピュータでは不可能な並列計算が可能になるなど、様々な可能性を秘めています。
量子コンピュータの計算方法
量子コンピュータでは、量子ビットの状態を変化させるために「量子ゲート」という演算子を用います。
量子ゲートは、量子ビットの状態を回転させるようなイメージで、行列で表現されます。
例えば、Xゲートは量子ビットをX軸を中心に180度回転させ、ZゲートはZ軸を中心に180度回転させます。
これらの量子ゲートを組み合わせることで、様々な計算を行うことができます。
今回のハッカソンでは、これらの量子ゲートを使って、半加算回路を実装しました。
実際に量子コンピュータで計算してみた！
実行環境
今回のプログラムは、Google Colaboratoryというサービスを利用し、PythonとCirqというライブラリを使って作成しました。
Google Colaboratoryは、ブラウザ上でPythonコードを実行できるサービスで、量子コンピュータのシミュレーションにも利用できます。
Cirqは、Googleが開発した量子コンピュータのプログラミングライブラリです。
回路図と実行結果
作成した回路図は、量子ビットの状態を変化させる量子ゲートを配置したものです。
プログラムを実行した結果、入力ビット1と1に対して、出力ビット10が得られました。
これは、半加算回路が正しく動作していることを示しています。
VRChatで量子計算を体験できるワールドを紹介！
VRChatには、量子計算を体験できるワールド「Quantum Computing Lab」があります。
このワールドでは、量子ゲートを実際に操作して、量子ビットの状態を変化させることができます。
今回のハッカソンで実装した半加算回路も、このワールドの一部で実行することができます。
興味のある方は、ぜひVRChatで「Quantum Computing Lab」を検索して、量子計算の世界を体験してみてください！
まとめ
今回のハッカソンで、量子コンピュータの基礎や、実際にプログラムを作成する経験を積むことができました。
量子コンピュータはまだまだ発展途上の分野ですが、将来的には様々な分野で活用されることが期待されています。
今回の発表を通して、量子コンピュータに興味を持ってくれる人が増えたら嬉しいです！
スライドはこちらで確認できます：スライドのURL