量子コンピュータっていったい何?誰でも簡単に理解できる仕組みや現状をご紹介!

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量子コンピュータ」についてみなさんはどれぐらいご存じでしょうか?量子コンピュータと聞くとなんだか物理的専門用語のようで敬遠してしまう人も多いかもしれません。今回はそんな、量子コンピュータについてわかりやすく解説すると同時に、どんなことに使用するのかなど丸ごと解説していきます。

量子コンピュータをわかりやすく

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量子コンピュータは、言葉の通り「コンピュータ」の事です。ただし、私たちが現在一般的に使用しているコンピュータとはことなり、“量子力学的原理により、並列性を実現するコンピュータ”を示します。すでに、難しい“量子力学的原理”という言葉が出てきましたが、まずは、量子力学について解説していきましょう。

まず、量子とは、物質やエネルギーを作るとても小さな単位のことを「量子」といいます。原子や分子原子のように、物質をつくる小さな素材を分子のように、電流をつくる電子とか、光をつくる光子も量子と呼ばれ私たちの生活の中では目には見えないさまざまな種類の量子が存在しています。そして量子は、0と1が重なり合った状態になります。

現在のコンピュータは0と1を使って計算しているものであり、量子コンピュータとは、量子力学の0でも1でもあるという重ね合わせを利用しています。その為、計算する際に現在私たちが利用しているコンピュータよりも早いだけでなく、理論的には、スーパーコンピュータを上回る計算を出せると言われています。

量子コンピュータのサイズと現状

コンピュータと聞くと、私たちが利用しているパソコンのようなサイズを想像してしまいますが、量子コンピュータは専用コンピュータになりとても人間が入れるような大きなマシンサイズになります。

現在、各国、企業が研究していますが、実際に量子コンピュータが実用化されるには、10~20年かかるという意見も出ているのが量子コンピュータです。

量子コンピュータの研究を進める企業

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量子コンピュータを世界で積極的に研究している企業といえば、米グーグルや米IBMなどのアメリカのテクノロジー大手企業が挙げられます。

2019年には、米グーグルが「世界最速のスーパーコンピュータが1万年かかる計算を200秒で終わらせた」と発表したことをご存じの方もいらっしゃるのではないでしょうか?

米マイクロソフトや米アマゾンはクラウドで量子コンピュータのプログラミングツールの提供をすでに始めています。

また、近年は、最近は通信やサイバーセキュリティー、センサーなどの分野でも量子理論を応用する研究が進みベンチャー企業も積極的に参入しているよう。また、企業にとどまらず、アメリカ政府も量子インターネットの開発計画を進めています。

量子コンピュータの日本現状

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欧米企業の研究が進んでいる量子コンピュータの研究ですが、2021年4月1日には、理化学研究所に量子コンピュータ研究センター(RQC)が発足。また、2021年7月には、日本で初めて神奈川県川崎市で米IBM製の量子コンピューターが稼働を開始し、東京大が中心となって研究機関や企業と連携して開発、研究が検討されているとの発表もありました。今後、実用化に向けて日本も積極的に量子コンピュータの研究そして開発が進められる動きがあります。

まとめ

ちなみに、私たちが現在日常生活の中で使用しているWindows、Mac、LinuxといったOSを搭載したコンピュータのことはクラシックコンピュータと呼ばれています。まだ、まだどの分野にも未知の可能性を秘めている量子コンピュータ。今後の研究と開発に注目していきたいところですね。