量子コンピュータの仕組みと課題|スパコンを超える計算力と実用化への2つの壁【眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話】

期待される量子コンピュータはまだ開発途上だ!
2019年、「量子超越性」が実験的にデモンストレートされ、世界で最速のスパコンが1万年かかる計算を量子コンピュータが200秒で解いたと発表されました。2023年3月には理化学研究所などの共同研究グループによって国内初の量子コンピュータがクラウド上で公開され、「重ね合わせ」や「もつれ状態」といった量子力学特有のふしぎをうまく使った新たなコンピュータがお披露目されました。量子コンピュータの「得意な計算」では、これまでのコンピュータより圧倒的な計算力があるわけです。量子コンピュータの開発には世界的なIT企業が参入しています。GoogleやIBM、Microsoft、Intel、日本でもいくつもの企業が開発に着手しています。
量子コンピュータにはさまざまな種類があります。イオントラップの利用や超伝導量子回路、半導体量子ドット、光、冷却原子などのハードウェアですが、まだどの種類が最良かは決定していなくて、各研究チームがしのぎを削っている段階です。現在、小規模の量子コンピュータは開発されていますが、これはある意味4桁目くらいまでの計算が可能な電卓ができたようなものです。もちろん、計算機としては使えるのですが飛び抜けたものではなく、まだまだ伸びしろがあるのです。
現在、量子コンピュータのチャレンジには2つあって、1つ目は集積化。これはたくさんの量子トランジスタを用意して大量計算を一度にできるようにすること。もう1つは間違えを自分で見つけて直すことです。どんなコンピュータでも多少の間違いをします。これを「確かめ算」のように計算が間違えていないか自ら確認修正ができればいいのですが、まだうまくいきません。
量子コンピュータは実現が熱望されている量子テクノロジーの1つで、可能性は非常に高いのです。中でも新しい薬や新素材の開発、さまざまな社会システムの最適化に使えると期待されています。
量子コンピュータの計算量はすごい!
ふつうのコンピュータ

量子コンピュータ

現在のコンピュータは情報を記憶し計算を行う装置だが、同じような仕組みに量子を加えて性能をアップさせたものが量子コンピュータ。現在のコンピュータは計算を1つ1つ順番にやっていくが、量子コンピュータの特徴の1つにたくさんの計算を並列にできることがある。このような違いを含めた計算原理の違いから短時間で計算が可能となる。
量子コンピュータの課題

量子コンピュータの課題には、量子トランジスタを多量に用意して大量計算を可能にするための「集積化」と、必ず生じる計算ミスを自ら確認して修正する「確かめ算」能力の2つがある。
資料:https://www.riken.jp/pr/closeup/2021/20210531_1/index.html

量子コンピュータはさまざまなハードウェアが開発されているんだ。その種類は ●イオントラップ ●超伝導量子回路 ●光回路 ●冷却原子 ●半導体量子ドット などがあるけれど、各々が違う強みを持っているから、どれがいちばんいいかという優位性はまだはっきりしていないんだよ。
【出典】『眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話』著:久富隆佑、やまざき れきしゅう
求人情報
大阪市鶴見区 児童デイサービスのその他/保育士/週休2日/ブランクOK/交通費支給/研修支援有
児童デイサービス空木
勤務地:大阪府雇用形態:正社員給与:月給21万円~スポンサー:求人ボックス
40代以上のスタッフ7割/95%が店長主婦さん/職場転居伴う転勤なし
とんかつ新宿さぼてん ぷらりと京王府中店
勤務地:東京都雇用形態:正社員給与:月給25万1,700円~35万8,000円スポンサー:求人ボックス
コンクリート検査スタッフ/未経験OK/年休120日/賞与年2回
有限会社ヒカリ
勤務地:愛知県雇用形態:正社員給与:月給30万5,785円~スポンサー:求人ボックス
「未経験・所持金0でも可」朝夕刊配達スタッフ/日払いOK/電話面接OK/家具家電付きの寮完備/引っ越し費用全額負担
株式会社朝日新聞立川総合販売 田園調布
勤務地:東京都雇用形態:アルバイト・パート給与:日給8,340円スポンサー:求人ボックス
「週2日~OK」未経験歓迎/障害者グループホームの生活サポート「世話人」/30代40代歓迎
ケアホーム夢実の郷
勤務地:愛知県雇用形態:アルバイト・パート給与:時給1,200円~スポンサー:求人ボックス
テレビ系制作会社でCGクリエイター/大阪・京橋/大手テレビ局グループ/AfterEffects使える方必見
株式会社レッツアイ
勤務地:大阪府雇用形態:派遣社員給与:時給1,600円スポンサー:求人ボックス
【書誌情報】
『眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話』
著:久富隆佑、やまざき れきしゅう
その登場以来、物理学の常識を打ち破り、宇宙・自然観から人々の生活まで一変させた革命的理論といわれる「量子(論)」。近年のノーベル物理学・科学賞の受賞者のほとんどが量子論と関わった研究者といわれ、特に注目を集めている。
生命・時間・物質まで、この世界の根本、宇宙全体にわたる究極しくみ、生活に密接に関わり、すべての常識やナゾを解くカギと言われる「量子」だが、とにかく難解である。この量子を一から読み解く一冊。
量子とはそもそも何か?
このミクロの世界の量子が、なぜ重要なのか?
量子によって何がわかり、何ができるのか?
丁寧にとことんわかりやくイラスト図解で「不思議で面白い量子の世界」を読み解く超入門書!
この記事のCategory
オススメ記事

量子コンピュータの仕組み|重ね合わせで『たくさんの可能性を一度に試す』驚異の計算原理【眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話】

量子力学の『重ね合わせ』とは?ジャンケンと量子フルーツで世界一わかりやすく解説!【眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話】

シンギュラリティでAIは人間を超える?量子コンピュータが引き起こす『技術的特異点』の衝撃【眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話】

量子センサー「SQUID」の驚異!磁場の最小単位を数えて脳の活動まで可視化する仕組み【眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話】

量子通信の実力!絶対に盗聴不可能な世界を作る「量子テレポーテーション」の驚愕メカニズム【眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話】

量子(りょうし)の世界とは?10億分の1メートルのミクロな旅をわかりやすく解説【眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話】

量子力学の謎|アインシュタインはなぜ『神はサイコロを振らない』と激怒したのか?ボーアとの論争をわかりやすく解説【眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話】

量子トンネル効果とは?壁を抜ける仕組みとコンピュータの進化を阻む『悪ガキ』の正体【眠れなくなるほど面白い 図解 量子の話】
求人情報
パッケージメーカーの営業
株式会社ハギハラ
勤務地:大阪府雇用形態:正社員給与:月給22万5,000円~25万5,000円スポンサー:求人ボックス
コンクリート検査スタッフ/未経験OK/年休120日/賞与年2回
有限会社ヒカリ
勤務地:愛知県雇用形態:正社員給与:月給30万5,785円~スポンサー:求人ボックス
保育補助/派遣の見守り保育/大阪府大阪市天王寺区
株式会社ウィルオブ・ワーク キッズケア営業部
勤務地:大阪府雇用形態:派遣社員給与:時給1,700円~スポンサー:求人ボックス
タクシードライバー/▽▲転職応援キャンペーン▲▽令和8年6月正社員(隔日勤務)大募集!!■「なんと!!なんと!!80万円(現金支給)※現任限定(二種免許保有者)」期間:令和8年6月30日まで(会社説明・面接随時受付中)◎「タクシー料金改定START→「賃率改定ナシ」→現状維持決定!!」①日営収¥60,091(税抜き)月間売上¥661,000(11出番)→「支給額¥400,329(歩合率60.564%)」さらに1出番/公出売上¥60,000→公休歩率70%(\42,000)「総支給額:¥442,329/12出番」②日営収¥70,000(税抜き)月間売上¥770,000(11出番)→「支給額¥469,700(歩合率61%)」さらに1出番/公出売上¥70,000→公休歩率70%(\49,000)「総支給額:¥518,700/12出番」③日営収¥80,000(税抜き)月間売上¥880,000(11出番)→「支給額¥540,672(歩合率61.44%)」さらに1出番/公出売上¥80,000→公休歩率70%(\56,000)「総支給額:¥596,672/12出番」④日営収¥100,000(税抜き)月間売上¥1,100,000(11出番)→「支給額¥682,000(歩合率62%)」さらに1出番/公出売上¥100,000→公休歩率70%(\70,000)「総支給額:¥752,000/12出番」◇S-RIDE海外配車アプリとのサービス「順次開始予定」◇「S-RIDE」累計500万ダウンロード突破!!◇法人契約プラン「S-RIDE Biz」契約会社2,000社突破!!未経験者大募集給与保証6カ月間35万円+10万円+さらに褒賞金最大50万円↑↑↑(未経験者限定:当社規定による)■海外配車アプリ× DiDi × S.RIDE「海外配車アプリ」で高収入可能 ■年金+高収入の「新・二刀流」「2026年4月法改正」年金をもらいながら、しっかり稼げる公出歩合都内屈指「70%」の好条件!!☆☆2公出まで可能!!■都心に戻るための高速通行料、実車以外の首都高通行料会社半額負担!!☆高速会社負担金☆都心ピストン営業可能(繁忙時間帯の実車率UP)最大13出番分負担‼ 「会社の特徴」で気になる当社歩率表(例)・給与実績(手取り額)公開中!!
株式会社日幸
勤務地:東京都雇用形態:正社員給与:スポンサー:求人ボックス
保育士/月~金 17時退勤 残業なし 固定シフト 完全サポート業務
ベルサンテスタッフ株式会社
勤務地:大阪府雇用形態:派遣社員給与:時給1,500円~スポンサー:求人ボックス
工場軽作業 基板の組立・検査・梱包/日勤・土日休み
株式会社ウイルテック
勤務地:大阪府雇用形態:派遣社員給与:時給1,400円~スポンサー:求人ボックス

