量子コンピュータと量子通信 2-量子コンピュータとアルゴリズムー(リョウシコンピュータトリョウシツウシンニ　リョウシコンピュータトアルゴリズム)

量子情報理論の世界的な定本の待望の翻訳版!
研究開発が活発な量子コンピュータや量子暗号、量子通信を実現するための量子情報理論についての世界的な定本である"Quantum Computation and Quantum Information"の翻訳版、第 2 巻目。
量子コンピュータの仕組みからその計算アルゴリズムまで、量子コンピュータを実現するための理論と技術をわかりやすく解説している。

量子情報科学の分野で「聖典」と呼ばれる教科書があります。 Michael A. Nielsen と Isaac L. Chuang による Quantum Computation and Quantum Information がそれで、物理学で最も引用される書籍の一つです。本書はその日本語版の第 2 巻にあたり、量子誤り訂正、量子通信路の容量、量子暗号といったテーマを体系的に扱います。第 1 巻が量子計算の基礎とアルゴリズムを担い、第 2 巻が情報理論・通信・誤り訂正に踏み込むという役割分担になっています。

読み通すには線形代数と量子力学の基礎が前提となり、物理学科または情報系大学院の修士課程以上を想定した難易度です。しかし、定理の証明を丁寧に追う構成と豊富な演習問題により、独力で学ぶ意志のある読者に対して妥協のない道筋を提供します。 GitHub 上にコミュニティ主導の解答集が複数公開されていることからも、世界中で輪読や自習に使われ続けている様子が伺えます。

量子コンピュータの実機が登場しても、本書が提示する数学的フレームワーク (密度行列、量子チャネル、エンタングルメントの定量化) は理論の根幹であり続けます。「量子情報をきちんと学びたい」という動機があるなら、回り道に見えてもこの教科書を通過しておくことで、以後の論文や専門書を読む力が段違いに変わります。