量子超越性とは?量子コンピュータの凄さや実現したら何ができる?【図解】

2019年10月23日、アメリカのGoogleは最先端のスーパーコンピューターよりも高速で計算ができる成果を出したことを発表しました。

Googleの研究チームが検証実験で成功したとあれば人類史上初めて量子力学といった自然法則から計算能力を引き出すことができるようになります。

これは本当に凄いことです。とは言え、なんだか難しそうですよね。

そこで今回は、量子超越性とは何なのか、量子コンピューターがもし実現したら何ができるのか、この2つを私たち一般人でもわかりやすいように解説していきたいと思います。

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量子超越性とは?(読み方:りゅうしちょうえつせい)

量子超越性(読み方:りゅうしちょうえつせい)とはどのようなものなのでしょうか。聞き慣れない方も多いと思います。

 「量子超越性」(Quantum Supremacy)とは、スパコンを始めとする現在の計算機ではとても長い時間かかる何らかの計算を、量子コンピューターが圧倒的に高速に実行できることを指します。重要なポイントは、高速であることを示せる計算であれば、何の役にも立たない問題設定でもよいということです。そもそも何かの問題を「解く」必要さえありません。単にスパコンではとても長い時間かかる特殊な計算タスクについて、量子コンピューターなら現実的な時間で計算可能であることを示せれば十分です。

引用:つくばサイエンス

要するに従来のコンピューターでは長時間かかっていた計算が、量子コンピューターであればさらに超高速で処理できることを指すようです。

それが「量子超越性」です。

これまでは量子コンピューターは従来のコンピューターより速度が遅いとされてきました。

つまり今使ってるパソコンより速い速度で計算できるコンピューターができたということになります。

量子コンピュータの図解や仕組み

量子コンピュータの図解図を見ていきましょう。

では、量子コンピューターが一般的に実現したら何ができるのかについて見ていきましょう。

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量子コンピュータとは?凄さや実現したら何ができる?

量子コンピューターが実現したら何ができるのでしょうか。

量子超越性の実証は、量子コンピューター研究の重要なマイルストーンのひとつです。長年にわたる量子コンピューター研究は、特定の計算タスクでは量子コンピューターのほうが現代の最も強力なスパコンよりも圧倒的に高速だとする理論的な考察を動機としてきました。量子コンピューターがスパコンを凌駕することは理論的にはほぼ確実な状況ですが、今回、その根拠をようやく実験で検証できるというところまできたわけです。

もしGoogleの研究チームの検証実験が本当に成功しているのであれば、単に世界初というだけでなく、量子力学という自然法則から強力な計算能力を引き出すすべを人類史上初めて手にしたことになります。

もちろん、ここで用いられた計算タスクには実用的な価値はなさそうに見えます。しかし、最近になって暗号プロトコルや仮想通貨取引の承認などに応用できる可能性も指摘され[5]、もしかしたら、他にも有益な使い道があるかもしれません。

注意したいのは、この53量子ビットの量子コンピューターは、現代の暗号システムに直接的な脅威を及ぼすものではないということです。この程度の演算能力では、インターネットで広く使われているRSA暗号や、ビットコインなどの仮想通貨で用いられているSHA-256などのハッシュ関数を破るようなことはできないと考えられています[6]。

引用:つくばサイエンス

従来のコンピュータより計算速度が速くなったとしても実用的な価値はなさそうに思います。

もし量子コンピューターが実現したら、暗号プロトコルや仮想通貨取引の承認等に応用できる可能性があるようです。

最近ようやく一般の人にも浸透し始めてきた仮想通貨に役立つと言う事ですね。

他にも有益な使い道があるかもしれないと言うことで、今後さらなる道が開けてきたと言う段階なのでしょう。

Googleは2022年までに環境問題に役立つ成果が生まれるであろうとも主張しています。

これは、簡単に言えば、「何と何を合成すればもっと環境負荷の低い低コストで化学物質を作ることができるか」といった趣味レーションが従来のコンピュータよりも簡単になるからのようです。

環境破壊等が今問題視されてますが、超越性が環境問題に役立つとなればとても優れたコンピューターになりそうです。

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まとめ

今回は、量子コンピューターの量子超越性について見てきました。

これから入試コンピューター産業化が進んでいくと考えられますね。

人工知能AIもはじめの頃はあまり実用性があると感じませんでしたが今ではすまほー使って一般の方が普段から使っていますし役立っていますよね。

量子コンピュータも実現したらすぐに私たちの生活にも役立っていくのではと考えられます。

今後の進化が楽しみですね。

それでは今回はこの辺で、最後までお読みいただきましてありがとうございました。

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