量子コンピュータって何？ 北川拓也
この世の中は、物事を小さくしていくと、どうも全く違う原理で成り立っているらしいと気付いた科学者たちがいます
その結果、今のコンピュータでは世の中を再現することが出来ないとも気づいてしまいました
というのは、今のコンピュータを使って量子力学を計算しようとすると、何兆年っていう時間がかかることに気づいてしまったんです
じゃあ、量子力学を使ったコンピュータを作ればいいじゃないか⁉︎となり、量子コンピュータを作ることになりました
量子コンピュータはこの世の中を再現することの出来るコンピュータということです
今まで科学や技術の歴史には、色々な発見があったと思います
もしこれが全部シュミレーションによって、この世の中を再現出来れば、実験科学が全て計算上で出来ることになります
そうなると科学者が10年かけて発見していた化合物とかが、計算上で5分に1回ノーベル賞級の発見ができるようになるということです
例えば毒性が強い化合物の実験とかが、計算上でめちゃくちゃ早く出来るようになる
例えばアルファゴーっていう囲碁のＡＩがあって、昔は囲碁名人の過去のデータをシュミレーションして学んでいました
その時はトップ棋士には勝てませんでした
しかし、ある時から自分でセルフプレイと言って、想定したゲームをシュミレーションして、自問自答しながら学んでいったことで、劇的に強くなったんです
つまり学ぶべき教師データを、自らが無限に生成できるようになって、自問自答するんです
実は今の世の中って、あきらめている問題がけっこうあるんです
地球温暖化のCo2を制御するという科学的な問題が解けないために、結局、国と国との政治問題に発展してしまっています
そのような問題を、量子コンピュータによって、また科学の問題に戻すことが出来るようになるんです
モアー・イズ・ディファレント
「より多くのものは違うもの」
という考え方が、ここ100年の物理学の進化を押してきたんです
H2Oっていう分子が100個あってもH2Oなのに、なんと10の23乗個あつまると突然水になるんです
量的なちがいが質的なちがいを生む
半導体も100個持ってきても、1000個持ってきても、変化しないのに10の23乗集まると、あんな振舞いになって半導体として機能し始めるんです
チャットgptもそうで、あるとき急に頭が良くなったんです。でもこの現象は今だに解明されていないんです
このような相転移は、量子コンピュータやＡＩも新たな現象を生むマシンになったってことなんです
今までの科学って、自然界にある解らない現象を解明しようとしてきたんですけど、量子コンピュータやＡＩは計算することで新たな現象が生まれる
現在は計算することで、なぜそんな現象が起きてくるのかを理解しようとしています
⚫︎量子ってなーに？
世の中のモノは原子からできています。
しかしその原子も、もっと小さな電子や中性子や陽子から成り立っていることがわかりました。
この原子よりも小さな粒を量子といいます。この目に見えない量子は、ときには粒、ときには波のような“ふるまい”をします。
そのため昔の物理「ニュートン力学」だけでは説明がつかないことを学ぶために量子力学ができました。
⚫︎相転移（そうてんい）とは？
例えば水を冷凍庫に入れておくと氷になったり，水を温めるとやがて沸騰して水蒸気になるように，同じ物質でも，その物のおかれた環境に応じて物の様態が変わる現象のことです。
⚫︎量子コンピュータとＡＩとは？
ＡＩは“考える力”
人工知能、「人のように考えて、学んで、答えるコンピュータの頭（あたま）」のこと。
量子コンピュータは“凄い計算マシン”
普通のコンピュータよりも難しい計算を一気にできる計算機。
凄いのはＡＩと量子コンピュータを一緒に使われることです。
⚫︎半導体ってなに？
導体は銅や金のように電気が通るモノ、絶縁体はゴムやプラスチックのように電気が通らないモノ、半導体は導体にも絶縁体にもなれるモノ。
コンピュータは「オン＝1」「オフ＝0」を使って計算します。それを一秒間に何十億回も切り替えられるから、難しい計算やゲームの動きをあっという間に処理できます。
人は0〜9の10種類の数字で数えますが、コンピュータは0と1の2種類の数字で数えます。
つまり0と1だけで全ての言葉や色を表現するんです。その「オン＝1」「オフ＝0」を一瞬で切り替える装置が半導体チップです。
⚫︎感想
なんだか私には難しくて、よく解ららないですが、まとめると…
・原子より小さい量子の世界がある
・量子は粒や波のようなふるまいをする
・コンピュータのセルフプレイ
・モアー・イズ・ディファレント
・量的違いが質的違いを生む
・半導体は導体なのに絶縁体にもなる
・コンピュータのオンは1、オフは0
原子より小さい量子があって、ニュートン力学では説明できない、量子力学の世界がある。
その世界をコンピュータで解析しようとしても時間がかかる、それなら量子を使ったコンピュータ、量子コンピュータを造ろうってなったんですね。
これって、ぜんぜん間違っているかもしれません、ごめんなさい…