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グーグルの量子コンピューターによる「量子超越性の実証」が、本当に意味すること

 グーグルが量子コンピューターを使って、最先端のスーパーコンピューターでも1万年かかる計算を数分で終えたとされる実験結果が、誤ってアップされたとみられる論文から明らかになった。量子コンピューターが既存のコンピューターより優れていることを示す「量子超越性」は、本当に実証されたのだろうか。

TEXT BY MATT REYNOLDS

TRANSLATION BY CHIHIRO OKA

WIRED(UK)

IMAGE BY WIRED UK
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科学の世界においては、必ずしも予期していなかった状況で物事が飛躍的に前進することがよくある。9月半ばに米航空宇宙局(NASA)のウェブサイトに誤ってアップロードされたとみられるある論文の草稿によって、一部の人たちの間では蜂の巣をつついたような騒ぎが起きている。そこにはグーグルの研究チームが「量子超越性(quantum supremacy)」を実証したと書かれていたのだ。

グーグルや競合のテクノロジー大手は、かなり以前から量子コンピューターの実用化に向けた努力を続けてきた。グーグルは2017年、年内に量子超越性を検証すると宣言したが、具体的な成果などは発表されないまま時間が過ぎていった。この間、IBMとインテルも量子ビット[編註:量子コンピューターの情報単位のこと、キュービットとも呼ぶ]の数を徐々に増やして実験を続けている。

しかし、NASAのサイトにアップロードされた論文が正しければ、グーグルは他社より先に重要な到達点に達したようだ。論文には「Sycamore」と呼ばれる53量子ビットの量子プロセッサーを搭載した量子コンピューターが、世界最速のスーパーコンピューターでも1万年かかる問題を3分20秒で解いたと記されている。グーグルはNASAと共同研究を進めていた。なお、グーグルはこの件に関してメディアからのコメントの要請には一切応じていない。

一方で、このブレークスルーによって量子コンピューターがいますぐに実用化されるというわけではない。ただ、量子コンピューティングの世界で次の時代に向かうための扉が開かれたことは確かだ。

量子超越性の意味すること

その前に、量子超越性とは何かを考えてみよう。オックスフォード大学教授で量子技術の専門家であるサイモン・ベンジャミンは、量子超越性とは「量子コンピューターを使えば、古典的コンピューターと呼ばれる従来型のコンピューターでは不可能だったことができる」ことだと説明する。つまり、グーグルは量子コンピューターは古典的コンピューターより優れていることを証明しただけで、大騒ぎするほどのことではないというのだ。

グーグルの論文では、量子コンピューターにランダムな命令を出す一方で、スーパーコンピューターに量子コンピューターの計算結果を予測させた。スーパーコンピューターによる予測が不可能なら、その命令は量子コンピューターにしかできないことになるからだ。

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