【3分で完読】量子コンピューターとは?【重ね合わせ、量子ビット、古典コンピュータ】

【3分で完読】量子コンピューターとは?【重ね合わせ、量子ビット、古典コンピュータ】


今回の『3分伝授』は、約3分で読めるように量子コンピューターについて、要点だけをわかりやすく説明していきます。
※この記事は忙しい方用のものなので早くすべて読んでもらうよう無駄な画像は入れていません

動画派の方はこちらになります。3分ほどで観れます。

量子コンピューターとは

現在、量子コンピュータは次世代の超高速コンピュータとして注目されていて、ニュースで見る機会も増えてきました。

ではそもそも量子コンピュータとはなんでしょうか?

簡単に言うと、僕たちの使ってるコンピュータに量子の力をプラスしてパワーアップさせたものが量子コンピュータです。

ちなみに量子コンピュータ以外のコンピュータを古典コンピュータと呼びます。
つまり僕たちが使っているパソコン、スマホ、あとは研究機関にあるスーパーコンピュータはすべて古典コンピュータに分類されます。

では、量子とはなんぞやですが、量子とは簡単に言えば、物質の構成してる小さな粒のことです。

その物質とは服や鉛筆などはもちろん光、電気など、この世にあるものすべてです。

世の中のすべての物を分割して分割して分割しつくして、これ以上小さくできなくした物質が量子です。

量子コンピューターの仕組み

この量子をプラスするとなぜパワーアップするかと言うと、量子は『重ね合わせ』という不思議な力を持っているからです。

その『重ね合わせ』の性質とは、何通りもの計算を重ね合わせて、一度にすべての回答を出すことができることです。

これは古典コンピュータにはできないことです。
古典コンピュータは1度に「0」か「1」の1ビットしか処理できない仕様だからです。

しかし量子コンピュータは「0」と「1」を重ね合わせたイレギュラーな形「0+1」という単位で処理できます。

このような重ね合わせによる量子コンピュータの情報単位のことを「量子ビット」と呼びます。

ちょっと分かりづらいですけど、要するに量子コンピュータはこの重ね合わせの技術を使うことにより、計算回数を格段に減らすことができるので、スーパーコンピュータよりも圧倒的な速さで計算できるという仕組みです。

この不思議な力は、日常生活の法則とはかけ離れた動きをし、かつ量子レベルの最小単位でしか存在しない力です。

なので量子の集合体であるボールや机など、ある一定の大きさになるとなくなってしまう力です。

こういった話を聞くと「んじゃもう量子コンピュータで、ほとんどの人類の問題は解決できるんじゃないの?」と思ってしまいますが実はそううまくいきません。

実は現段階では量子コンピュータが解ける問題、高速化できる計算はほんの一部だけなんです。
また扱える量子ビットの数も少なく、エラーも多いので私たちの生活に今すぐ役立つような実用化レベルの量子コンピュータはまだ存在しません。

なので現状では古典コンピュータも絶対必要なんです。

将来どういった場面で役立つか

では将来、量子コンピュータが実用化された場合、どういった場面で役立つかはこちらになります。

将来のお役立ちポイント
  1. 新素材の開発
    →たとえば夏場でも涼しく過ごせる服、まるで装着感のないコンタクトレンズなど人間だけでは難しかった新しい素材の開発分野での活躍を期待されています。
  2. 新薬の開発
    →たとえば副作用のない薬、不治の病を治す薬の創薬分野での活躍を期待されています。
  3. 組み合わせ最適化問題の解決
    →たとえば人員配置や製造方法の最適化、投資でより利益をだす投資先の最適化など、天文学的な組み合わせ数の計算が短時間でできるのではと期待されています。
  4. 組み合わせ最適化問題
    →人工知能は初めに大量のデータを読み込ませる必要があります。このデータを効率よく集めたり、読み込ませる作業を量子コンピュータなら高速でできるのではと期待されています。

上記のことを実現させるため現在、世界中の企業や研究機関がしのぎを削って日夜、研究開発に勤しんでいます。

本日のおすすめ必読書

量子コンピュータが本当にわかる! ― 第一線開発者がやさしく明かすしくみと可能性
実際の研究・開発者が、量子コンピュータの仕組みを数式を使わず、すごいわかりやすく説明しているのでかなりオススメです

個人的には著者の研究内容を紹介している章がとてもおもしろかったですね。
たとえば部品がなければ自分たちで金属を削って作ったり、長い時間かけて作った試作品がまったく機能しなかったりと涙ぐましい努力をしてるんだなと思いました。

なんでそんなことができるかと言えば、量子コンピュータが世界を変える確信を持ってるからであり、その大きな夢とロマンが今、世界中の研究者を動かしてるんだなとこの本を読んで思いました。

まとめ

最後にまとめて終わりたいと思います。

まとめ・量子コンピュータとは量子の重ね合わせという性質で計算が速くなるコンピュータのこと
・高速化すると医療分野を進歩させたり、組み合わせ問題を早く解決できたりと今、世界中が注目している
・だけど技術的問題も多く、まだまだ役に立つレベルではない
・でも間違いなく、これからより発展する技術

はい、では今日の3分伝授は以上になります。


量子コンピューターのもっと詳しい説明はこちらの記事を読んでみてください。


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この記事を書いた人:岩本ミナイ
プロフィール
外国語大学卒業後、プログラマになる。英語を活かし、社内では数多くの英文システム仕様書の翻訳業務に携わる。今までのTOEIC最高点は960点。現在はフリーランスエンジニアとしてwebシステムの開発をしながら旅をしています。当サイトではみなさまに有益な英語学習と最新テクノロジー情報を発信しています。 » 詳しいプロフィールはこちらを

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