解説

量子ゲート方式の量子コンピュータは、量子ビット（qubit）を基本単位とします。量子ビットは古典ビット（0か1）と異なり、量子力学の重ね合わせ（superposition）の原理により「0と1の両方の状態を同時に取る」ことができます。n個の量子ビットは2^n個の状態を同時に表現でき、量子ゲートを使って状態を変換・演算します。量子もつれ（エンタングルメント）と重ね合わせを組み合わせることで、特定の問題（素因数分解・探索等）を古典コンピュータより指数的に高速に解くことができます。選択肢cの「複数の状態を同時に表現する量子ビットと、その重ね合わせを利用する」が正確な説明です。

なぜ他の選択肢は違うのか

選択肢 ア

量子コンピュータは2進数演算ではなく、量子状態（0と1の重ね合わせ）を扱います。結果は測定により確率的に0か1で得られますが、処理中は古典的な2進数とは根本的に異なります。

選択肢 イ

現実の量子コンピュータは特定アルゴリズム（Shorのアルゴリズム等）が得意ですが、「加算演算ができない」は誤りです。量子回路で加算を実装することも原理的には可能です。

選択肢 エ

量子コンピュータは量子状態を維持するために極低温（絶対零度近く、数十mK程度）が必要です。「100℃以上の高温」は全くの誤りで、高温では量子デコヒーレンスが生じます。

解くときのポイント

量子コンピュータの3キーワード：①量子ビット（qubit）②重ね合わせ③量子もつれ。動作温度は「極低温（mKオーダー）」が特徴。古典コンピュータと比較し「並列性」が強みと覚える。