暗号資産(仮想通貨)はブロックチェーンと呼ばれるIT上の『技術』なので、簡単に廃れたり消え去ったりすることはないと思われるが、仮に萬が一、消滅してしまうような日が来たとしても、ヤツは必ず来る。
絶対に確かだ。････ヤツは必ず来る❗
“量子コンピューター” がやって来る❗
写真(イメージ)
Cardano(カルダノ) ADA のファンであれば、『量子コンピューター耐性』というワードに必ず出くわします。2019年7月現在、量子コンピューター耐性があると発表されている暗号資産の数は８種類。ADA, NEO, IOTAなどです。
ですが、皆さん疑問に思いません❓❓
量子コンピューターはまだ社会に存在しない。なのに何故『量子コンピューター耐性がある』と言い切れるのか❓何らかの実証実験はされたのか❓
そもそも、量子コンピューターって、何だ❓
そこで、今回は10年後には一般常識、20～30年後には社会に普及していると予想される、量子コンピューターについて、“暗号資産ブログ”としては本邦初の(恐らく)特集をしてみました。
💖これを読めば、アナタも次世代テクノロジーの✨ハナタカ✨に❗💖
🔻目次
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1️⃣ 量子とは何か❓
量子とは、一般的に『一個二個と数えられる小さなかたまり』という意味です。
2️⃣ キーワードはたった２つ❗
❶ 重ね合わせ (Superposition)
❷ 量子もつれ (Entanglement)
❶ ｢重ね合わせ｣ 電子や原子、素粒子などのミクロな物質が｢右向きにスピン(回転)すると同時に、左向きにスピンする｣といったように、同時に複数の状態をとる現象を言います。
｢重ね合わせ｣というこの性質を利用することで、量子コンピューターは問題に対する複数の解の候補を同時にテストできる。
❷｢量子もつれ｣(エンタングルメント) 原子や素粒子は複数の場所に同時に存在したりできる性質がありますが、一対の粒子の一方に加えられた行為が、たとえそれらの粒子が空間的に離れていても、瞬時にもう一方に影響するという性質のこと。
今、２つの粒子のスピンが量子もつれ状態にあるとすると、一方の粒子のスピン状態を確認する測定を行うと、もう一方の粒子のスピンは前者の結果に応じて決まる状態になる。
3️⃣ 量子ビット (キュービット)
量子情報の単位のこと。従来のコンピューターの場合、情報の基本単位である｢ビット｣は｢0｣か｢1｣の確定した値を取るが、量子ビットは２つの異なる値を同時に取りうる。
つまり量子ビットは｢０であると同時に１｣でもありうる。あるいは｢ほぼ０でひょっとすると１｣であったり、｢０である確率と１である確率が半々｣であったり、｢2つの状態がある割合で混在した状態｣であったりする。
4️⃣ ｢重ね合わせ｣になれるなら、何でも量子ビットにできる❗
原子などのミクロな物質は｢重ね合わせ｣状態になれるので、“量子ビット”として使えるものは数多く存在します。
❶ 光子の偏光
０:水平方向の偏光を持つ光子
１: 垂直方向の偏光を持つ光子
光子の偏光の向きを、０と１に対応させます。光子は重ね合わせ状態を維持しやすい(壊れにくい)という特徴があります。また、他の量子ビットと大きく違う点として、常に光速 (秒速約30万キロメートル) で移動しています。
❷ 超伝導回路
０: 電流が反時計まわりに流れている超伝導回路
１: 電流が時計まわりに流れている超伝導回路
もしくは
０: １個のマイクロ波光子が回路にない
１: １個のマイクロ波光子が回路にある
極低温に冷やして電気抵抗がゼロになった特殊な回路 (超伝導回路) の中の電流の向きを０と１に対応させます。この方式は、特性を回路の設計で調整できるほか、従来の集積回路作成技術を用いて量産可能であるという利点があります。
また、特筆すべきことに、絶対零度(－273.15℃)近くの温度では重ね合わせ状態を長時間維持でき、安定した量子ビットとして使える。そのコヒーレンス (重ね合わせ状態の寿命) は過去15年間に100万倍以上も延びました。
超伝導量子回路の研究は過去10年で急速に進展し、量子コンピューターに必要とされる様々な機能が実証されています。現在ではグーグルやIBMなどの企業も10個程度の超伝導量子ビットを操作したり量子的にもつれさせたりできています。
❸ カルシウムイオンのエネルギー状態
０: エネルギー準位が低い
１: エネルギー準位が高い
カルシウムイオンなどのエネルギー状態の高低 (エネルギー準位) を０と１に対応させます。電気の力でイオンを真空中に浮かべておき、レーザー光を当てることでエネルギー状態を変化させ、計算を行います。重ね合わせ状態が比較的安定して長く維持されることが強みですが、処理速度が遅いという弱点もあります。
❹ 電子のスピン (量子ドット)
０: スピンが上向きの電子
１: スピンが下向きの電子
シリコン (ケイ素) などからできた｢量子ドット｣と呼ばれる構造の中に閉じ込めた電子のスピンの向きを０と１に対応させます。電磁波を当てて、スピンの向きを変化させます。重ね合わせ状態は比較的安定していますが、極めて低温に冷やす必要があります。
5️⃣ 量子コンピューターとは何か❓
｢重ね合わせ｣にある量子ビットがすべて相互に依存しあう｢量子もつれ｣状態となることで、極めて大規模な並列処理を可能にしたコンピューター。
従来のコンピューターが一度に１つの可能性しか試せないのに対し、量子コンピューターは問題に対する解の候補すべてを同時にテストできる。
たった数百個の粒子ビットで、一度に試せる解の候補は全宇宙に存在する粒子の数よりも多くなる。
6️⃣ 量子コンピューターの特徴
① ０と１で表される情報(ビット)を、一定のルールにもとづいて次々と処理する点は従来のコンピューターと同じ。
② 量子コンピューターは、｢巡回セールスマン問題｣(１人のセールスマンが複数の顧客を１回ずつ訪問して元の場所に戻って来る際の最短ルートを求める問題)のような｢組み合わせ最適化問題｣に威力を発揮する。
③ 量子コンピューターの利点は、従来のコンピューターよりも少ない計算回数で効率的に(短時間で)解けるということであり、従来のコンピューターが原理的に解けない問題は、量子コンピューターでも解くことは出来ない。
量子コンピューターは、まだメインとなる駆動原理すら定まっていない。現在の従来型コンピューターが集積回路を使用しているため、超伝導方式に技術者が集中する状況があるが、果たして、そこからブレークスルーが生まれ得るか？次世代コンピューターの座を射止めるのは、誰も見向きもしなかったような量子ビット方式の可能性もある。大勢の研究者が全身全霊かけて研究に取り組んでいる。だが、勝利を勝ち取ることの出来る研究者は、ほんの僅かかもしれない。
また、今の段階では量子コンピューターは“実用化されても、特殊な用途にしか使われない”と見る向きもある。だが、それでは『量子コンピューター耐性』という言葉そのものが意味をなさなくなる。技術革新の波が、メインフレームからデスクトップに落ち、ノートに落ち、そして手のひらの上に落ちることは本当にないのか⁉️
その答えは、これからの20年で出るだろう。
技術で、素材で、ブレークスルーが生まれるだろう。歴史の目撃者になることは間違いない。
その日が来ることを楽しみに待とう❗
ヤツは、－－必ず来る❗
💖終わりまで読んで頂きまして、ありがとうございました❗
S BLOCK 登録よりもお疲れになったと思います。
