「量子計算用Javaデジタル学習構築環境DaiJa Ver.5_1」利用者向け説明書　　2025.11.11

1.ソフトの概要

(1)1行コメント
「量子計算用Javaデジタル学習構築環境DaiJa Ver.5_1」で量子計算を学び、Javaで実装できます。

(2)紹介文
複数の状態が共存する重ね合わせの状態や、どんなに離れていても瞬時に相互作用し合うもつれ状態など、これまでの物理学が前提としていた局所実在論すら危うくする量子の世界はとても深遠で掴み所が有りません。常識に反する挙動を見せる量子の世界はどのように理解すればよいでしょうか。

量子コンピュータでは量子ビットを変数として量子ゲートで演算します。古典コンピュータ（パソコンやスーパーコンピュータなどの現在一般的に使用されているコンピュータの意味）と同じように、量子コンピュータにおいても量子ビットや量子ゲートを数学的な概念で抽象化すれば、量子ビットや量子ゲートがどのような物理現象で実現されているかに依らず、量子計算は物理的な制約を離れた理論的な扱いで、変数である量子ビットをゲートで演算することで結果が定まります。

従って、一見複雑怪奇に思われる量子の世界の挙動も、量子計算に関しては数値的に明確かつ厳密に把握することが可能で、この演算過程はプログラミングにより可視化することができます。本書では、量子計算をJavaのプログラムにより表現し、実行して、何が行われているかを顕在化させます。もちろんこれは、量子は粒子なのか波なのか、あるいはもつれた粒子同士がどのように情報共有するのかなどの物理的な仕組みや原理について答えるものではありません。しかし、量子回路の挙動を把握し、結果を導くことは可能になります。

本書の目的は量子計算をJavaのプログラムで体験することにより、量子回路の仕組みを理解することです。
既にいくつかの量子回路のシミュレータが作られ、容易に使用することができます。シミュレータを使えば、量子回路を組み、実行し、実際の物理的な量子回路をシミュレーションすることができます。しかし、シミュレータは実際の量子コンピュータを模倣し、演算結果を得ることを目的としていますので計算過程を見ることや、演算手段を理解するには適していません。デバッガー機能を使えば、計算過程を追うことはできますがpythonなどの動的型付け言語では簡単とはいえません。実行時に自動的型付けされることが災いししばしば誤った判断を引き起こします。
一方、本書が提供するJavaデジタル学習構築環境DaiJa Ver.5注１）では量子計算シミュレーションすることはもちろん可能ですが、本書の目的はシミュレーションではありません。DaiJaは計算過程を観察することやその意味を理解することを目的として実装されていますので、容易にその内容を理解することができます。量子計算に関するプログラムの説明は第一部の本文で逐一説明するとともに、特に重要な機能や仕組みについては第二部において個別に解説しています。

他書を読んですっきりしなかった方は是非本書を試してみてください。本書はJavaで書かれていますが平易なプログラミングですので、量子計算の理解が目的であれば容易に理解できるプログラムです。量子計算自体のプログラムはとても単純なプログラムで表現されていますので、他の言語を使っているなどのコンピュータ言語への基本的な知識があれば十分です。

さらに、量子計算では従来の科学や物理では馴染みのない用語や計算式が登場しますが、光の偏光など日常生活で体験する量子的な世界から始まり、暗号通信、ベルの不等式など歴史的にも重要な話題を通じて、量子計算の基礎から核心部分へと解説を進めます。
本書は煩瑣な議論の展開を避け、基本的な原理の理解からコンピュータ・プログラムの作成に有為なアルゴリズムのみを抽出し、実用的な形態に展開しています。従って、量子計算のプログラム作成に先立って、まず必要な手法や頻繁に用いられる手順をJavaソースコード表現による具体的な例示していますので、初心者にも格好の導入書となることでしょう。

(3)DaiJaプロジェクト・フォルダ
DaiJaプロジェクトには以下の量子計算が実装されています。

・光の偏光現象
・量子通信
・ベルの不等式
・ドイチュのアルゴリズム
・量子テレポーテーション
・量子フーリエ変換
・位相キックバック
・アダマール・テスト
・量子位相推定

注）DaiJaのソースコードはバージョンごとに違いますので、異なるバージョンのコードを混在させないように注意してください。

2.作者への連絡先(メールアドレス)

　digital_servo（アットマーク）yahoo.co.jp


3.取り扱い種別(フリーソフト)

・Javaデジタル学習構築環境DaiJa（以下、DaiJa）は基本的にフリーソフトであるが、著作権は作者が保有しています。利用者が個人の学習を目的として利用する場合に限り本プログラムの使用（閲覧、実行、修正、追加、削除）を許諾します。

・DaiJaを実行して得られた結果やその影響に関して、作者は一切その責任を負いません。

・DaiJaの変更や実行は、全て利用者の責任において実施されます。生じた損害に対して、本プログラムの作者は一切その補償をしません。

・DaiJaは現在のあるがままの状態で提供するものであり、瑕疵や不備に対して作者はその訂正や補足を提供することを保証しません。

・DaiJaの一部もしくは全部を、他人に譲渡したり配布したりすることを禁止します。


4.動作環境

Javaデジタル学習構築環境DaiJaはJavaで記述されているので、JREがインストールされている環境であれば基本的にどのOSであっても実行可能であるはずです。
最終的な動作確認はWindow 10でのみ行なわれました。確認に使用したJREとJDKは以下のバージョンです。

JRE：jre1.8.0_241
JDK：jdk1.8.0_192
AdoptOpenJDK：11.0.5


5.ダウンロード・ファイル、インストール、アンインストール、実行方法

(1)ダウンロード・ファイル
・DaiJaProjectFolderV5_1.zip

(2)インストール
ダウンロードしたZIPファイルを展開（解凍）し、DaiJaプロジェクト・フォルダ「DaiJa_V5」をPCのファイルシステム上の任意のディレクトリ（パスにスペースを含まない）に置きます。

例：Eclipseの場合   C:\pleiades\workspace\DaiJa_V5
例：NetBeansの場合  C:\NetBeansProject\DaiJa_V5

(3)アンインストール
アンインストールはDaiJaプロジェクト・フォルダおよびその全てのサブフォルダを削除します。

(4)実行方法
DaiJaを実行するには、コピー・ペーストしたDaiJaプロジェクト・フォルダの直下にあるバッチファイルをダブルクリック等の方法で起動します。

　DaiJa_V5.bat

また、ダウンロードされたDaiJaプロジェクト・フォルダは、EclipseやNetBeansIDE（統合開発環境）のプロジェクト・フォルダとなっているので、各統合開発環境で編集や実行が可能です。

5.其の他
「量子計算用Javaデジタル学習構築環境DaiJa Ver.5」の詳しい説明書として以下の書籍がAmazonより電子出版（Kindle）されます。

タイトル：Javaで学ぶ量子計算
副題：Javaで書いて実行し理解する量子コンピュータ
第１版：DaiJa Ver.5 は2025年8月25日リリース
第２版：DaiJa Ver.5_1 は2025年11月25日リリース予定
著者：佐々木能成

以上

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