https://codeforces.com/contest/1116/problem/D1
$N$桁の量子状態に対して、主対角線上に$2\times2$のブロックを並べたようなパターンで表されるユニタリ演算を定義せよ。
例として、$N=3$のとき $$\left( \begin{array}{rr} X & X & . & . & . & . & . & . \\ X & X & . & . & . & . & . & . \\ . & . & X & X & . & . & . & . \\ . & . & X & X & . & . & . & . \\ . & . & . & . & X & X & . & . \\ . & . & . & . & X & X & . & . \\ . & . & . & . & . & . & X & X \\ . & . & . & . & . & . & X & X \end{array} \right)$$ の形で表される演算であり、'.'は絶対値の二乗が$10^{-5}$以下の複素数、'$X$'は絶対値の二乗が$10^{-5}$よりも大きい複素数を表す。また、基底状態の順番にはリトル・エンディアンを採用する。
Winter 2019 Warmup U2と似た問題で、同問題より $$I_1\otimes H_0= \left( \begin{array}{rr} H & O\\ O & H \end{array} \right) = \left( \begin{array}{rr} X & X & . & . \\ X & X & . & . \\ . & . & X & X \\ . & . & X & X \end{array} \right)$$ であり、これは本問題の$N=2$の場合になっています。同様に、その他のqubitに恒等演算子を作用させる(つまり、何もしない)ことで、線形写像の直積の性質より、$N$桁の場合についても正しくできていることがわかります。
これで、この問題が解けました。
namespace Solution {
open Microsoft.Quantum.Primitive;
open Microsoft.Quantum.Canon;
operation Solve (qs : Qubit[]) : Unit {
H(qs[0]);
}
}