最新のコンピューティング環境と、
その開発における、
最も興味深い成果らの中には、
ビジネス、と、 社会の、 根本的な変化を象徴するような種類の進歩が、含まれています。
ブロックチェーン、 や、
ニューラルネットワーク 、 などもそうですが、 ここでは、 コンピュータが、 最も、
基本的なレベルで、
情報を扱う方法を一変させる、
可能性のある、より、根本的な、
テクノロジーをご紹介しましょう。
それは、量子コンピューティングです。
しかし、 このテクノロジーの、
潜在的な用途を論じる前に、
その理解に役立つ、
物理とコンピュータ科学の基本について、
簡単に説明しておきたいと思います。
とはいえ、 技術的には、 さほど、
深入りしませんので、ご安心ください。
０ 、と、 １ 、と、
１ 以外 （ あるいは、 ０、と、１、の間 ） ;
この記事を読まれるような方であれば、
コンピュータ・プロセッサ 、 が、
すべての、 データらを、
０ 、と、 １ 、 の連続に置き換える、
バイナリ・コードで稼働していることは、
おそらく、 誰もが知っているでしょう。
通常の、つまり、
「 従来の 」 、 コンピューティング 、では、 ０ 、か、 １ 、 の、 どちらかの、
値をとる、 ビット 、 によって、
すべての情報らを、 コード化します。
一方で、 量子コンピューティングは、
原子よりも、 小さな、
特定の、 亜原子粒子が、
どのように振る舞うかについての、
知識らを利用します。
余りにも複雑な物理学の詳細は省きますが、 量子コンピューティングでは、
量子ビット 、または、 キュービット 、
と呼ばれる、 データの断片が、
同時に、 複数の状態で、
存在できるようにします。
量子力学では、 この状態を、
「 重ね合わせ 」 、 と呼び、
キュービット 、は、
ビット 、 とは異なり、
０ 、と、 １ 、 とだけでなく、
「 ０ 、と、 １ 、とを、任意に、
組み合わせた状態を同時にとる 」 、
ことが、 可能なのです
量子コンピューティング・システムが持つ、 もう一つの主要な特性は、
各キュービットの状態が、
システム内の、 その他の、
キュービットらのすべての状態らと、
関連付けられていることです。
量子力学では、 これを、
「 もつれ 」 、 と、 いいますが、
システムに対して、 キュービット、 の、
一つ、を追加するごとに、
全体の処理能力は、 およそ、
２倍 、 になります。
システムが、 同時に作り出すことのできる、
状態の数が、 基本的に、
２倍 、 になるからです。
従来のコンピューティングに対する優位点 ;
このことが、 実際に意味するのは、
キュービットで構成された、 プロセッサは、
同じ数の、 バイナリ・ビットを持つ、
従来のコンピュータより、
指数関数的に、
複雑な計算にも対処できるほどに、
高い能力がある、 ということです。
IBM 、の、 タリア・ガーション博士は、
そうした特性を生かした、
量子コンピューティングの優位性を、
ディナー・テーブルにつく、
ゲストの例によって説明しています。
最初の質問は、 十人のゲストらを、
テーブルに配置する方法は、
何通りですか？ 、 というものです。
答えは、 １０！ 、通り ≒
１０ ✖ ９ ✖ ８ ✖ ７ ✖ ６ ✖
５ ✖ ４ ✖ ３ ✖ ２ 、 つまり、
大体で、 ３６０万通り以上、 となり、
テーブルにつく人が増えるたびに、
この組み合わせの数は、
指数関数的に増加します。
そこで、ゲストの皆さんを、
テーブルに配置する、
最適な方法を見つけたい場合は、
どうしますか？ 、 というのが、
次の質問です。
これは、従来のコンピュータであれば、
すぐに、途方に暮れてしまうような質問、 と、 いえます。
それぞれの組み合わせの可能性を、
個別に検討した上で、 さらに、
考えられるすべての組み合わせらを、
逐次に、 比較していく必要があるためです。
これに対して、
量子コンピューティングは、
まったく、異なるアプローチをとります。
重ね合わせ、と、 もつれの特性を利用すると、 ３６０万の可能性らのすべてを、
同時に検討することができるのです。
その上で、 量子力学的な、
波の特性を利用して、
最善の回答が見つかるまで、
異なる可能性らへの取捨選択を行います。
注目すべき宛ての事は、
ディナー卓への、
ゲストの配置の問題に適用されたのと、
同様のプロセスが、 たとえば、
暗号化キーの解読にも、
容易に応用できる、 という点です。
従来の、つまり、 「通常の」、
コンピュータ、が、
最新式の暗号化を破るのは、
事実上で、 不可能であるのに対し、
量子コンピュータでは、 可能となります。
ただし、 現時点では、 まだ、 完全な、
量子コンピュータが存在していないので、
仮説の上でのことですが…。
以下に、 量子コンピューティングの、
その他の用途をいくつか挙げておきます。
☆ 化学化合物のモデリングによる、
製薬研究の支援 ;
複雑なサプライチェーンの最適化 。
複雑な金融データのモデリングによる、
リスクとチャンスの分析 。
ニューラルネットワークの処理能力の拡大。
さまざまな条件下における、
気候変動の影響の検討 。
☆ 量子コンピューティングの現状 ;
量子コンピューティングは、
地球上の、 最も複雑な問題の多くに対する、
アプローチを一変させる可能性がありますが、 現段階のテクノロジーのそのものは、
依然として、 未熟なままです。
この記事の執筆時点では、
最も処理能力の高い量子コンピュータでも、 従来のスーパーコンピュータと、
比べ物にすらなりません。
というのも、量子コンピューティングの特性は、 高い優位性と共に、
誤り率が高いものとなる可能性や、
マシンを絶対零度近くの、
極端な低温に保つ必要性など、
固有の欠点も、もたらすからです。
主要な大学や、 グーグル、IBM、
インテル、 などの企業に所属する、
研究者たちは、 より安定性の高い、
キュービット・プロセッサの開発に、
ひたすら、しのぎを削っています。
それでも、 量子コンピュータが、
商業的に実用化されるまでには、
まだ、何年もかかると考えられるのです。
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