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
映像テクニカルオペレーター&コーディネーター/企業イベント・学会・展示会
ヒビノメディアテクニカル株式会社
勤務地:東京都雇用形態:正社員 / 派遣社員給与:スポンサー:求人ボックス
Amazon宅配便配達「業務委託」/学歴不問/高収入/20代30代活躍中/シフト制
株式会社Gro
勤務地:東京都雇用形態:業務委託給与:日給2万2,121円~2万8,721円スポンサー:求人ボックス
保育士/児童発達支援・放課後等デイサービス/未経験OK/交通費支給/福利厚生充実/残業なし
株式会社アスカ
勤務地:愛知県雇用形態:アルバイト・パート給与:時給1,350円~1,450円スポンサー:求人ボックス
文房具の検査業務/大人気の軽作業!/年休120日以上/日払いOK/月給30万以上/寮完備&寮費無料
株式会社リーパス・バディ
勤務地:愛知県雇用形態:正社員給与:月給28万円~34万円スポンサー:求人ボックス
第二新卒歓迎/月30万円スタート
クロスボーダー
勤務地:愛知県雇用形態:正社員給与:月給30万円~40万円スポンサー:求人ボックス
税務・税理士/経験者優遇/日商簿記2級/完全週休2日制/エージェントおすすめ求人/学歴不問
税理士法人総合経営
勤務地:愛知県雇用形態:正社員給与:年収400万円~600万円スポンサー: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
「有資格」調理師/給食委託/豊田市駅
名古屋マルタマフーズ株式会社
勤務地:愛知県雇用形態:正社員給与:月給25万円~27万円スポンサー:求人ボックス
「診療放射線技師」/賞与あり/昇給あり
医療法人社団勝榮会 方南町駅前クリニック 内科と耳鼻咽喉科と訪問診療
勤務地:東京都雇用形態:正社員給与:年収380万円~450万円スポンサー:求人ボックス
やよい軒でのキッチンスタッフ/シニア層活躍中/50代60代前半活躍中/柔軟シフト制/シンプル作業のみ/未経験OK
やよい軒 金町店 1967
勤務地:東京都雇用形態:アルバイト・パート給与:時給1,300円~1,625円スポンサー:求人ボックス
フォークリフト/月収35万円↑可!ほぼ乗りっぱなし リフト作業員/未経験OK
ランスタッド株式会社
勤務地:愛知県雇用形態:派遣社員給与:月給36万1,000円スポンサー:求人ボックス
スマホ販売スタッフ/週2日・1日3h〜OK/未経験歓迎/外環はびきの店
テレマート株式会社
勤務地:大阪府雇用形態: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
製造スタッフ/検査/機械オペレーション モーター製造·手作業または工具を使った組立/月収例30万円以上
株式会社ウイルテック
勤務地:愛知県雇用形態:正社員 / 派遣社員給与:月給22万1,009円~30万7,152円スポンサー:求人ボックス

