【テクノロジー】「夢のコンピューター」と呼ばれる量子コンピューター実用化の前に立ちはだかる大きな壁とは？［02/04］

しじみ ★

「0と1」の状態を同時に持つことができる量子の特性をいかすことで極めて速い処理能力を実現するとされる
量子コンピューターは、夢のコンピューターとも呼ばれて実用化が大きく期待されています。
実現すれば、現代の既存のコンピューターとは比べものにならないほどの高い処理能力を持つといわれる量子コンピューターですが、
実はその実用化にはまだ大きな壁が立ちはだかっているとのこと。
その実態について科学・コンピューター技術専門メディアのQuanta Magazineがまとめています。

The Era of Quantum Computing Is Here. Outlook: Cloudy | Quanta Magazine
https://www.quantamagazine.org/the-era-of-quantum-computing-is-here-outlook-cloudy-20180124/

1980年代にその概念が提唱され、1990年代には理論的に実証が可能なことが報告されていた量子コンピューターは、
実現すれば既存のコンピューターとは比べものにならないほど速い処理速度を実現すると期待されています。
従来のコンピューターは、膨大な数の「0」と「1」からなるデジタルデータを超高速で処理することでさまざまな機能を実現しているのですが、
2015年以降は半導体チップの進化を示してきた「ムーアの法則」の限界が叫ばれるようになり、
いよいよ技術の限界点に差し掛かろうとしているともいわれています。

そんな状況を打破し、次世代のコンピューターとして大きく注目を集め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が持つ「0と1が同時に存在する」という特性をいかすことで、
まさに「次元の違う」レベルの処理速度を実現することが可能であるといわれています。
従来型のコンピューターの場合、処理を行うプロセッサの数と処理能力の関係は、
基本的に単比例によって増加します。
一方、量子コンピューターはその能力が指数関数的に増加することが理論的に証明されていることからも、
次世代の技術を可能にするブレークスルーとして期待が寄せられています。
科学誌「Neture」は2017年1月に量子コンピューターは2017年に「研究」から「開発」の段階に移行すると発表しており、
実際にIBMは2017年3月にクラウドベースで誰もが量子コンピューティングを使ってみることが可能な商業サービス「IBM Q」を発表するなど、
量子コンピューター界隈ではにわかにさまざまな動きが起こり始めています。

しかしQuanta Magazineによると、その実現に向けた道のりは広く考えられているほど楽観的ではないとのこと。
最先端のコンピューター技術としてもてはやされている量子コンピューターですが、
その実現にはまだまだ高い壁が立ちはだかっているといいます。

「0と1が同時に存在すること」を利用して計算を行う量子コンピューターは、
「量子重ね合わせ」と「量子もつれ」の効果を利用することで「超並列」と呼ばれる処理を実現します。
この、「0と1の状態が同時に存在する」という情報の単位は量子ビットと呼ばれ、
量子コンピューターを実現する上で最も基本的な事柄の一つです。

量子ビットを用いて計算を行おうとする場合、
特に複数の量子ビットを用いて並列的に処理を行う際に重要になってくるのが、
「量子コヒーレント」の状態で維持されているかどうかというポイントです。
量子ビットを使って正しく計算が行われるためには、
お互いの量子が干渉を起こさないコヒーレントな状態にあるかどうかが非常に重要で、
これが保たれない状態になると相互の量子の状態が影響を及ぼし合うため、正しい答えを得ることができません。

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関連ソース画像
https://i.gzn.jp/img/2018/02/04/quantum-computing/32390815144_f14b33ee0f_z.jpg

GIGAZINE
http://gigazine.net/news/20180204-quantum-computing/