A quantum computer isn’t just a more powerful version of the computers we use today; it’s something else entirely, based on emerging scientific understanding — and more than a bit of uncertainty. Enter the quantum wonderland with TED Fellow Shohini Ghose and learn how this technology holds the potential to transform medicine, create unbreakable encryption and even teleport information.
量子コンピューターは、現在私たちが使用しているコンピューターを単に強化したものではありません。
それは、新たな科学的理解に基づいた、まったく別のものであり、多少の不確実性以上のものです。 TED フェローのショヒニ・ゴースとともに量子のワンダーランドに入り、このテクノロジーが医療を変革し、解読不可能な暗号を作成し、さらには情報をテレポートする可能性をどのように秘めているかを学びましょう。
| タイトル | A beginner’s guide to quantum computing 量子コンピューティングの初心者向けガイド |
| スピーカー | ショヒニ・ゴース |
| アップロード | 2019/02/02 |
量子コンピューティングの初心者向けガイド（A beginner’s guide to quantum computing）の要約
コインゲーム：量子コンピュータの優位性
コインゲームの概要
- 人間とコンピュータが対戦するシンプルなゲーム。
- コインは表向き（ヘッド）から始まり、3ラウンド行う。
- コンピュータがコインを裏返すかそのままにする。
- 人間がコインを裏返すかそのままにする。
- 再びコンピュータがコインを裏返すかそのままにする。
- 最後にコインを公開し、表ならコンピュータが勝ち、裏なら人間が勝つ。
- 通常のコンピュータでプレイすると、勝率はお互い50%。
量子コンピュータと従来型コンピュータの違い
量子コンピュータの特徴
- 量子コンピュータは量子物理学の原理に基づき、電子や光子などの基本粒子を制御する。
- 従来型コンピュータとは根本的に異なり、量子の現象を活用する。
- スーパーポジション（重ね合わせ）や不確定性など、従来にはない性質を持つ。
コインゲームにおける量子コンピュータの戦略
- 量子コンピュータは、コインを「表と裏が混ざった状態（スーパーポジション）」に保つ。
- プレイヤーがどのような操作をしても、この混ざり合った状態を崩さず維持。
- 最後の操作でスーパーポジションを「解く」ことで確実に表を出し、ほぼ全勝する。
量子コンピューティングの主要概念
スーパーポジション（重ね合わせ）
- 従来のビットは0または1だが、量子ビット（キュービット）は0と1の間の状態に存在可能。
- 例: 70%が0で30%が1という確率で存在。
- これにより、無数の可能性を扱える。
不確定性とエンタングルメント（量子もつれ）
- 量子不確定性により、状態を完全に予測することができない。
- エンタングルメントにより、距離に関係なく一方の変化がもう一方に影響を及ぼす。
応用可能性
- これらの性質が、従来のコンピュータでは困難な計算を可能にする。
量子コンピュータの潜在的な応用
1. 量子暗号
- 量子の不確定性を利用して解読不可能な暗号鍵を生成。
- ハッカーが鍵を完全にコピーするには量子物理の法則を破る必要がある。
- 銀行や機関が既に実験を開始。
2. 医療と薬剤開発
- 分子構造の正確なシミュレーションが可能に。
- アルツハイマー病のような難病治療の薬剤設計を効率化。
3. 量子テレポーテーションと量子インターネット
- エンタングルメントを利用し、情報を物理的に送信せずに転送。
- 研究室で既に実証されており、未来の量子インターネット構築に向けた基盤となる。
- 安全な投票システムや効率的なデータ通信にも応用可能。
量子コンピュータの未来
- 量子コンピュータは単なる技術ではなく、宇宙の謎を解き明かす手段でもある。
- 私たちの日常の経験を超えた量子の世界を探求し、新たな発見と驚きを提供。
- 量子物理学を活用することで、科学と技術の革新がさらに進む可能性。
まとめ
量子コンピュータは、計算や通信のあり方を根本から変革しつつあります。暗号化や医療、通信の分野で画期的な応用が期待され、未来への扉を開く技術です。量子の不確定性は制約ではなく、発見と創造の源泉であり、私たちに驚きと可能性をもたらします。