量子コンピュータとは?

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量子コンピュータ(りょうしこんぴゅーた)

量子効果により高速計算する次世代コンピュータ

物理状態の重ね合わせという量子力学基本原理利用し、並行してそれぞれの計算同時に理するといった高速コンピュータ研究開発進んでいる。実用化成功すれば、現在のスーパーコンピュータ1億倍にも及ぶ処理能力発揮できるとされている。

従来型のコンピュータが「0」または「1」のビット基本単位として動作するのに対し、量子コンピュータでは2つの状態を重ね合わせ情報表現する。この情報単位キュービットといい、複数素子をつなげることにより、莫大な数の組み合わせ実現できる。それぞれの状態に計算処理を分散させることで、計算高速化を図る。

量子コンピュータの理論的アイデアは、朝永振一郎同時にノーベル物理学賞受賞したことで知られるファインマンによって、1982年提案された。その後1990年代に入ると実用化へ向けた基礎研究が急速に発展し、現在、世界中開発競争過熱している。

量子コンピュータの利用方法としては、主に暗号生成解読、そして数値計算による気象予報などが想定されている。特に、暗号既存のものを容易く解読してしまうだけでなく、先行者が決して破られない暗号生成できるとあって注目が集まっているようである。もちろん、ゲノム情報解読にも威力発揮するはずである。

(2001.02.12更新


量子コンピュータ

読み方りょうしコンピュータ
別名:量子コンピューター量子計算機
【英】quantum computer

量子コンピュータとは、量子力学原理応用した超並列処理により、超高速処理を可能とするコンピュータのことである。2008年現在は実現しておらず、研究が進められている。

量子とは、物理量に関する最小単位であり、古典力学では把えられない性質多数持っている例えば、精確観測できない不確定性原理や、異な二つの状態を保持できる「量子力学重ね合わせ」の現象などがある。

現在のコンピュータでは、電子回路スイッチオン・オフによって0または1を表し、2進数デジタルデータとして情報を処理している。データ単位ビットであるが、量子コンピュータとの対比においては古典ビット」と呼ばれる。なお、量子コンピュータにおいては情報最小単位として「量子ビット」(qubit)が用いられる。

古典ビットは、常に0と1いずれかの値のみ持つことができる。これに対して量子ビットでは、「量子力学重ね合わせ」により、1ビットにつき複数0と1の値を保持することができる。これを利用することで、1ビット当りでの並列処理実現される。また、処理の際に扱えるビット数を増やせば増やすほど、大量情報並列処理することが可能になる。

量子コンピュータは、現在のコンピュータとは比較ならないほど高速な処理を実現するとされる。現状では解読数千年を費やす必要があるとされる暗号化アルゴリズムも、数分から数時間程度解読可能になると言われている。

しかしながら、量子コンピュータの実現には多数課題抱えており、依然として実現はされていない例えば、不確定性原理による量子状態変化を起こさないよう量子ビット集積する技術環境が必要である。また、実際に演算処理を行わせるためには、現在のコンピュータとは異なる独自のアルゴリズム適用する必要もある。これらの困難の解決と、量子コンピュータの実現向けて世界各国研究機関によって研究が進められている。


参照リンク
量子工学の世紀へ~超伝導量子コンピュータを目指して~ - (Japan Nanonet Bulletin インタビュー記事
電子スピン量子コンピュータのメモリー特性 - (NTT先端技術総合研究所 研究成果ライブラリー
「光半導体素子を用いた量子シミュレータを開発 ― 新タイプの量子コンピュータへ道 ―」 - (国立情報学研究所

量子コンピュータ

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/12/31 05:43 UTC 版)

量子コンピュータ (りょうしコンピュータ、: quantum computer)(量子計算機) は、重ね合わせ量子もつれと言った量子力学的な現象を用いて従来のコンピュータでは現実的な時間や規模で解けなかった問題を解くことが期待されるコンピュータ。「量子ゲート」を用いて量子計算を行う原理のものについて研究がさかんであるが、他の方式についても研究・開発は行われている。


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