Googleの量子超越性(Quantum Supremacy)とは?200秒で超難問を解く量子コンピュータの衝撃

Googleは、最も困難な問題をわずか200秒で解決できる画期的な技術の開発を発表しました。従来のスーパーコンピュータであれば数年、あるいは1万年もの歳月を要する計算を、量子超越性(クオンタム・スプリマシー)なら一瞬で処理できるというのです。この指数関数的に高速な計算手法は、その複雑さゆえに通常の古典コンピュータでは実現不可能であり、だからこそ量子コンピュータ、すなわち「量子超越性」が求められているのです。

量子超越性について詳しく見る前に、まず量子コンピュータとは何か、そして従来のコンピュータとの違いを確認しておきましょう。

量子コンピュータと従来型コンピュータの違い

従来のコンピュータは、「0」か「1」のどちらか一方の状態で動作します。ビット間のこの操作は電気の流れを利用したものであり、これまで数多くの数学的問題を解決してきました。ただし、一度に扱えるのは1ビットのみという制限があります。

一方、量子コンピュータは「0」と「1」を同時に扱うまったく新しい手法をもたらします。GoogleはNASAと共同で、この「0」と「1」を同時に利用する特性を、より高度で複雑なレベルで実現しようとしています。彼らによれば、スーパーコンピュータが典型的な方程式を解くのに1万年かかるところ、Googleの量子超越性ならわずか200秒で達成できるといいます。

この圧倒的な差、そして私たちがどれほど速く未来へ進もうとしているのか、想像がつきますか?

2019年の量子超越性の成果とは?

量子コンピューティングの世界に大きな転換点が訪れました。「Sycamore(サイカモア)」と呼ばれる新しい量子プロセッサは、54量子ビット(キュービット)からなる2次元アレイを搭載しています。プログラマブルな超伝導プロセッサを使用することで、誤差の余地なく量子超越性を達成できるようになったのです。

各キュービットは長方形格子状に配置され、計算の複雑さを次元の違うレベルへと引き上げます。このキュービットの組み合わせは非常に強力で、その圧倒的な処理能力を実感できるでしょう。

「0」と「1」の同時使用、最大52キュービットの量子状態、そして拡張された次元——これらが従来のコンピュータの記録を打ち破ることは明らかです。私たちは、現実世界の課題にも十分対応できる段階に近づいていると考えています。

批判者たちは何と言っているのか?

量子超越性の発表に対しては、いくつかの批判的な意見も挙がっています。IBMのコンピュータ科学者たちは、自社が開発したスーパーコンピュータ「Summit」を使えば、Googleが主張する1万年ではなく、約2.5日で同じ問題を解決できると主張しています。

Googleは競合他社の敵対する意図はないとしていますが、開発されたチップはあらゆる記録を塗り替えるほど強力なものとなっています。

私たちの考え

結局のところ、これはテクノロジーです。どこへ向かってほしいと思いますか?もちろん、発展し続けることが重要です。Googleの量子超越性について言えば、この用語は2012年にカリフォルニア工科大学(Caltech)の物理学者ジョン・プレスキルによって提唱されました。彼は「量子コンピュータは、古典コンピュータでは実行できないタスクをこなせる」と述べています。

彼の言葉通り、Googleは成功への大きな飛躍を遂げたと私たちは考えています。実用化の結果はまだ待たれるところですが、新たな開発が進むにつれ、増大する複雑な問題にも間もなく対応できるはずです。

実際の成果とその経済的影響は、数年かけて検証されることになるでしょう。技術が成熟し、さらなる進歩を遂げて初めて、Googleの量子超越性が真の勝者であると言えるのです。

あなたの意見は?

この注目のテクノロジーについて、あなたの考えをお聞かせください。量子コンピュータの実現は、社会にどのような影響を与えると思いますか?ぜひ下のコメント欄でご意見をお聞かせください。