2018年01月01日 最近話題の量子コンピュータってなに?
量子コンピュータの歴史は、1980年アメリカの物理学者Paul Benioffが「量子の世界ではエネルギーを消費しないで計算が行える」という研究を発表したことにさかのぼります。 イスラエル生まれのイギリス人David Deutschは、1985年に「量子計算模型」と言える量子チューリングマシンを、1989年に 量子回路 を考案しました。 しかし、30年以上過ぎた現在でもなお「量子コンピュータは可能かどうか」という議論に決着はついていません。 Googleのように「量子コンピュータを開発した」という人や企業はつぎつぎと現れますが、必ず「 それは量子コンピュータと呼ぶにふさわしいか (量子コンピュータと認めていいのか? )」の議論が起こります。 なぜ、このような議論が起こるのでしょうか?
「人工知能」(AI) や 「機械学習」(machine learning) という言葉は聞き慣れているかもしれません。しかし、 「量子コンピュータ」 についてはどれくらい知っているでしょうか?
約 7 分で読み終わります! この記事の結論 量子コンピューターとは、量子の性質を用いて 高速で計算できるコンピューター 量子暗号通信とは、 量子コンピューターでも解読が困難な暗号技術 アメリカや中国を中心に 世界中で量子科学技術の研究が進められている 私たちの未来を変えるとまで言われ、最近テクノロジー分野で話題となっている「量子コンピューター」「量子暗号通信」をご存じでしょうか。 聞いたことはあるけど、なんだか難しそう… ご安心ください。 今回は、テクノロジー分野が苦手な方にもわかりやすく、量子コンピューターの仕組みや注目されている理由を解説していきます。 量子コンピューターとは 量子コンピューターとは、 量子の性質を使うことで、現在のコンピューターより処理能力を高めたコンピューターです。 ただ、「量子コンピューター」と聞いて そもそも量子って? 最近話題の量子コンピュータってなに？｜これからは、コレ！｜ITソリューション&サービスならコベルコシステム. と疑問に思った方も多いでしょう。 まず量子とは、「 物質を形作る原子や電子のような、とても小さな物質やエネルギーの単位 」のことです。 その大きさはナノサイズ(1メートルの10億分の1)のため、私たち人間の目には見えません。 量子の世界では、私たちが高校で習う物理学の常識が当てはまらないような現象が起こります。 古典力学 :マクロな物体がどのような運動をするのかを扱う理論体系 量子力学 :ミクロな世界で起こる物理現象を扱う理論体系 高校で習う物理は古典力学ってことか! つまり、 常識では理解できないような量子の性質を使うことで、現在のコンピューターよりはるかに処理能力を高めることを可能にしたのが、量子コンピューターです。 量子コンピューターと従来のコンピューターの違い では、量子コンピューターと従来のコンピューターは何が異なるのでしょうか。 一言でいえば、 量子コンピューターの方が計算スピードが速い です。 普段私たちは高速の計算をしたり、情報を保存する際にコンピューターを使います。 しかし、情報社会が複雑化するにつれて、従来のコンピューターでは解決できないような問題が発生してしまっています。 そこで注目されているのが量子コンピューターです。 量子コンピューターは量子ビットが「0」でも「1」でもあるという「重ね合わせ」の状態をうまく利用することで、計算が高速で出来るようになっています。 従来のコンピューター ビットと呼ばれる最小単位「0」「1」のどちらかを用いて情報処理を行う。 量子コンピューター 量子ビットと呼ばれる最小単位「0」「1」のどちらも取りながら情報処理を行う。 量子コンピューターの可能性 量子コンピューターは桁違いの計算処理能力を有しているので、 数え切れないほどのパターンの中から最適なパターンを導き出す ことができます。 実際にどう活かせるの?
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高速のコンピューターといえば、日本のスーパーコンピューター「富岳(ふがく)」。6月28日発表のスパコンの計算速度に関する世界ランキングで、3期連続で首位を獲得しました。1秒間に44.
その答えになる(かもしれない)技術として注目されているのが、量子コンピュータというわけです。 量子コンピュータはどうやって動く? 量子コンピュータ超入門！文系でも思わずうなずく！｜ferret. 量子コンピュータは、1ビット=半導体のオン/オフで0か1を示す というこれまでのコンピュータと違い、「量子ビット」(キュービットとも言います)によって計算を行います。 ちょっと難しい話になりますが、順序立てて説明します。 まず、量子とは?—電子のスピンをコンピュータに生かす! 話は突然、「宇宙は何でできているか?」という話になります。 ご存じの通り、宇宙のすべては原子からできています。 そして、すべての原子は同じ「材料」でできています。その材料こそ「量子」です。 原子は、原子核をつくる 陽子と中性子 、原子の周りをぐるぐる回る 電子 によって構成されています。この電子の数によって、水素やヘリウム、リチウム……といった様々な元素ができるのですね。 原子をつくる材料のことを 「素粒子」 または 「量子」 と呼びます。 そして量子のうち、 電子 は 常に回転(スピン)している といわれています。 量子コンピュータは、この回転(スピン)を計算に生かすことができないか?というアイデアから生まれたものです。 半導体から量子ビットへ!何ができる? ここで、現在のコンピュータに使われている「ビット」に戻ります。 ビットは、半導体のオン/オフによって0と1を示す仕組みでしたね。 ちょうどコインの表裏のように考えると分かりやすいでしょう。表なら1、裏なら0というわけです。 これに対して量子ビットは、コインが回転(スピン)している状態。 0でもあり、1でもある状態 といえます。 たくさんの量子ビット=「 0でもあり1でもある 」ものが重ね合わされていくイメージと考えばいいでしょうか。 過去のコンピュータでは1ビットごとに0と1というシンプルな情報しか送れませんでしたが、量子ビットを使ったコンピュータ(=量子コンピュータ)なら、1量子ビットごとに比較にならないほど多くの情報を送ることができます。 「量子コンピュータなら、これまでのコンピュータより はるかに速く、大容量の計算 ができるはずだ!」 これが量子コンピュータの基本的な考え方です。 量子コンピュータの課題とは? そんな量子コンピュータですが、 まだまだ課題は山積み です。一体どのような議論があるのでしょうか。 そもそも、量子コンピュータは可能なのか?
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