Learning Quantum Computing with a Mobile Simulator

🔴 Using a Mobile Simulator to Learn Quantum Computing

Professor Aleksandar Radovanovic of the University of the Western Cape has published the following book as a resource for learning the fundamentals of quantum computing:

Quantum Computing: Problems and Solutions—Exercises with Detailed Solutions for Students and Educators (October 2025)

Qiskit code is available for 23 of the book’s key exercises and can be run using IBM’s Qiskit simulator. I have confirmed that many of these exercises can also be run on the mobile quantum circuit simulator I developed. Although support for some of them is still a work in progress, I would like to introduce one example here. The images below show the book and the mobile simulator.

🔴 Running an Exercise on the Mobile Quantum Circuit Simulator

Let us take a look at an example. The image on the left below shows some brief documentation. From the list of exercises on the right, I selected “Lab 13—Grover Search Algorithm.”

The image on the left below shows the quantum circuit description for Grover’s search algorithm, the corresponding circuit diagram, and an example run. The circuit description can, of course, be edited.

The image on the right shows the result after running only the first Oracle–Diffusion iteration. Even at this stage, the result suggests that the target state, “1101,” can already be found with high probability.

🔴 Why Use a Mobile Simulator?

As noted above, all these exercises can be run successfully using IBM’s Qiskit simulator. My simulator, however, offers a different kind of value: you can take your mobile device out of your pocket and start using it anytime and anywhere, without an internet connection or any environment setup.

I believe that being able to read the textbook and immediately test its concepts on a mobile device makes quantum computing more approachable and helps deepen the reader’s understanding.

At the same time, a mobile simulator of this kind has its limitations. My simulator performs one shot per button press, so it is not well suited to collecting statistics from a large number of measurement shots. However, because it theoretically calculates the probabilities of all computational basis states, this is unlikely to be a serious limitation in most cases.

The simulator also cannot integrate with classical optimization modules, which are required for applications such as quantum machine learning. For those tasks, platforms such as IBM Qiskit are the better choice.

Reference

I have included the logo of the Africa Quantum Consortium because I find its design especially beautiful.

 

量子計算のテキストとモバイル量子回路シミュレータ

🔴モバイルシミュレータを量子コンピューティングの学びに活用

　量子コンピューティングの基礎を学ぶためのテキストとして、Prof. Aleksandar Radovanovic (University of the Western Cape)は以下の書籍を出版しています。

QUantum Computing: Problems and Solutions - Exercises with Detailed Solutions for Students and Educators, October 2025.

　この中にある主要な23個の例題に対しては、IBM Qiskitシミュレータで動くコードが公開されています。その多くは、私の開発したモバイル量子回路シミュレータで動かせることを確認できました。一部はまだ未完成ですが、そのうちの一例をご紹介します。以下の図はその本とモバイルシミュレータです。

🔴モバイル量子回路シミュレータでの実行

　ではさっそく、一例をご紹介します。下図の左側は簡単なドキュメンテーションです。右側の例題一覧から、ここでは、"Lab13- Grover Search Algorithm"を選択しました。

　以下の左側の図に、このGrover Searchの量子回路記述と回路図、および、実行例が示されています。もちろん、回路記述を編集することもできます。右側の図は、"Oracle & Diffusion"の繰り返しのうち、最初の1回だけを実行した結果です。この時点で、ターゲットである"1101"が、すでに高い確率で見つかることを示唆しています。

🔴なぜモバイルシミュレータを使うのか？

　これらの例題は、上記のとおり、IBM Qiskitシミュレータで完全に実行できます。しかし、私のシミュレータは、いつでも、どこでも、ポケットからモバイル端末を取り出し、インテーネット接続も環境設定も不要で、すぐに使えます。そこに存在価値があります。テキストを読んで、モバイル端末ですぐに内容を確認することで、親しみやすく、理解が深まると信じます。

　一方、このようなモバイルシミュレータの限界もあります。このミュレータは、"1ショット/１ボタンプッシュ"ですので、多数回の測定（ショット）によって統計値を得ることは苦手です。でも、全ての基底状態の出現確率は理論的に算出されるので、多くの場合あまり困らない筈です。さらに、量子機械学習などで必要な、古典最適化モジュールとの連携もできません。それらは、IBM Qiskitなどでやれば良いのです。

[参考情報]

　アフリカのAfrica Quantum Consortiumのロゴが美しいので掲載させていただきます。