量子コンピュータとは? 〜初心者がまとめてみました(1)

みなさんこんにちは、塾生スタッフのS.Oです!

あけましておめでとうございます!

僕は学校で研究までとは言えいものの、量子コンピュータについての勉強をしています。

それゆえ、今回 TechGardenSchoolのブログにてまとめの記事を作らせていただく機会を与えていただきました。

僕は量子コンピュータ、さらには古典コンピュータのアーキテクチャについても初心者です(プログラミングもですが…)。もしこの記事を意味ていただいて、”これ間違ってるっしょ”という箇所がございましたら、TechGardenSchoolのS.Oまで教えていただけると誠に幸いです。是非お待ちしております。

では始めましょう!

量子PC

1.量子コンピュータとは?

そもそも、現在みなさんが今このブログを見てるコンピュータは、ニュートンの考えた古典力学の世界で考える、ビットを基本概念とした古典コンピュータです。よく聞く、0と1の二つで様々な処理をするというものです。

一方、量子コンピュータとは、量子力学の世界で考え、量子ビット(Q-bit)を基本概念としたコンピュータです。この量子ビットでは、0と1の”重ね合わせ状態”(よく0と1が同時に存在する、っと言われるヤツです。同時に存在しているわけではないので?と僕は考えているのですが)と呼ばれる概念があり、この状態があるゆえ、従来の古典コンピュータとは比較できないほどの超並列処理ができる、と言われています。

実際、今実在する量子力学を用いた計算機(一部では真の量子コンピュータではないと言われることがあります、詳しくは後述にて)であるd-wave社の量子コンピュータ”d-wave two”を用いてgoogleが行った組み合わせ問題についての実験では、従来の古典コンピュータより3万5500倍高速になる結果が得られることもあったようです。

このような結果が出る実験がをしたことがあるということは、量子コンピュータは実在しているということです。では、現在どのような量子コンピュータが存在するのでしょうか?次の投稿にて見ていきたいと思います。

〜ここまでのまとめ〜

古典コンピュータ:基本単位はビット。0と1のどちらかの状態をとる。

量子コンピュータ:基本単位は量子ビット(Q-bit)。0と1だけでなく、0と1の重ね合わせ状態をとることができる。

※量子コンピュータは古典コンピュータの約3万5500倍高速になる場合もある!

DWave

まとめ

今のところ、量子コンピュータはこの世に実在するともしないとも言える状況になっています。

しかし、量子力学を用いた新たな計算機が誕生したとは断言できると思います。組み合わせ問題が解けるだけでも、様々な分野に利用することができるようです。

コンピュータの発展の指標として、ムーアの法則と呼ばれるものがあります。集積回路上のトランジスタの数が18カ月ごとに1.5倍になるというものです。しかし近年、トランジスタの大きさは原子レベルまで小さくなってきていて、ムーアの法則の終焉は時間の問題だという意見もあります。また、コンピュータの発展は消費電力・発生する熱の問題で難しくなってきています。

すなわち、現在のコンピュータは限界を迎えようとしています。

そんななか、ムーアの法則を発展し、その範囲をトランジスタだけでなく、計算機の範囲で考えると、新たな計算機の誕生により、ムーアの法則は延長することができるという考えがあります(収穫加速の法則)。

これを実現できるもの、新たな計算機こそ量子コンピュータだと僕は考えます。

もしかしたらまだ量子コンピュータは実在しないのかもしれません。しかし量子力学を用いた新たな計算機は誕生しました。この誕生により様々な分野で発展が見られることでしょう。

人類の計算は新たな段階を迎えようとしているのです。

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