じじぃの「量子コンピューターの衝撃・D-Wave!NHK・NEXTWORLD」

2015.10.1放送 量子コンピュータースケールの衝撃! 動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=dZjTe1N6SRM
量子コンピューター実現に不可欠な技術開発 東大 2017年1月3日18時37分 動画 YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=n0oP-S5JIss
量子コンピューターを世界で初めて提案した
西森秀稔教授(東京工業大学

世界初 量子コンピューターの衝撃 2017年6月27日 NHK NEWS WEB
スーパーコンピューターをはるかにしのぐ計算能力を発揮すると期待されている「量子コンピューター」。
その実現は、今世紀後半になるとも言われていましたが、6年前、カナダのベンチャー企業D-Wave systems社が、世界に先駆け実用化モデルを発売。一部の専門家の間からは、本物かどうか懐疑的な見方が出たものの、グーグルやNASAアメリカ航空宇宙局など世界のトップ企業・研究機関が購入し、従来の高性能コンピューターの1億倍のスピードが確認されたことで、世界に衝撃を与えました。スーパーコンピューターをもってしても解けない複雑な問題を解決できると期待される量子コンピューターは、人工知能や画期的な新薬の開発などへの応用を通じて世界をどう変えていくのか。今月、東京で開かれた量子コンピューター国際会議を取材しました。
●なぜ速くなるのか
この量子コンピューター、いったいどのような原理で動いているのか。現在私たちが使っているコンピューターは、情報を「0」か「1」かの二進法で表します。
半導体にかかる電圧が低い状態を「0」。高い状態を「1」とし、これを「1ビット」という情報の基本単位にしているのです。
一方、量子コンピューターの情報の単位は、「1量子ビット」です。これは、電子や光子といった極めて小さい世界、つまり量子力学の世界に特有の「重ね合わせ状態」を応用したもので、この世界では、「0」であると同時に「1」という不思議な現象が生じています。
これはいったいどういう現象なのか、さきほどの量子コンピューターの心臓部にある金属のリングで説明します。従来のコンピューターにならって、リングの中を移動する電子を左回りなら「0」、右回りなら「1」とします。すると超電導状態となった金属のリングでは、電子は、左回りであると同時に右回りという「0」と「1」が同時に存在するような状況が生まれるのです。ニュートン力学を学校で習ってきた一般の私たちには、すぐには理解しがたい現象ですが、量子力学の世界では、こうした状況がおきています。
この「0」でもあり「1」でもあるという現象が、超高速の計算速度の鍵となります。
通常のコンピューターで例えば3ビット分の計算を行う場合、「111」「110」「101」「100」「011」「010」「001」「000」と8種類の情報を作り、処理も8回必要になります。
ところが、「0」でも「1」でもある状態を表せる量子コンピューターなら、この処理は1回。速度は8倍です。これが30ビット分の情報処理になれば、組み合わせは一気に増えて10億通りにもなります。ところがこの場合も量子コンピューターなら処理は1回。処理する情報量が多くなればなるほど計算速度に差が出るのです。
●発展の陰に日本人の貢献
期待が高まる量子コンピューターですが、その研究開発には、日本人が大きく貢献しています。D-Wave systems社が世界で初めて実用化した量子コンピューターの原理は、「量子アニーリング」と呼ばれるものですが、この概念を1998年に初めて提唱したのは、東京工業大学の西森秀稔教授と、当時大学院生だった門脇正史さんです。また量子コンピューターの「量子ビット」と呼ばれる頭脳部分を世界で初めて開発したのは、東京大学の中村泰信教授と東京理科大学の蔡兆申教授です。量子コンピューターの基礎的な理論や技術は日本で生まれたものなのです。
https://www3.nhk.or.jp/news/web_tokushu/2017_0627.html
NHKスペシャル NEXT WORLD』 制作班 NHK出版 2015年発行
量子コンピュータ (一部抜粋しています)
アメリカの未来学者レイ・カーツワイル博士は、30年以内に人間の知能を超えるコンピューターが生まれると予言する。
 「私が持っているスマートフィンは学生のときに使用していたコンピューターより値段は10億分の1、性能は10億倍以上の力があります。我々は今後25年間も同じ進化をたどります。コンピューターの値段は、今の10万分の1になり、大きさも血管細胞と同じくらいになるでしょう。我々はますます世界中から多くの情報をかき集め、予測能力を為めていくことのなるのです」(カーツワイル博士)
よく知られる「ムーアの法則」は、チップ上のトランジスタが倍々ゲームで小さくなり、チップそのものも小さくなるというものだ。チップの密度が高まることが、コンピューターの性能の向上に置換可能だと考えられている。
チップの発達の歴史は、回路と回路の隙間を細くする技術の発達と軌を一にする。配線と配線の距離を縮めることでチップはより小さなり、処理速度も早くなった。今では、原子の大きさとほとんど変わらない4ナノメートルにまで縮めてきた。しかし極端に近づいたため、配線通りに進むべき電子が隣の配線に飛び出してしまい、回路から回路へジャンプする現象が起こり始めている。これを「リーク電流」といい、機器の誤動作の原因となる。高速化・極小化を突きつめるほど、リーク電流が増えるというジレンマに陥っている。
つまり、現在の技術では「ムーアの法則」は限界を迎えつつあるのだ。カーツワイル博士の予測どおり、人間の知能を超えるコンピューターが生まれるとしても、それは現在の技術の延長線上にあるとは考えにくい。
その限界を突破する可能性を秘めるのが量子コンピューターである。

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どうでもいい、じじぃの日記。
私は、NHK Eテレで 2015年放送からの「モーガン・フリーマン 時空を超えて」をずっと観ている。
今まで何とも思わなかった「時間」や「空間」。その時間や空間が無かったことがあったらしい。
今、最も知りたいと思っているのは「重力」と「量子もつれ」だ。
量子力学によると、「量子もつれ」という性質がもたらす遠隔作用が存在し、2つの粒子が何の媒介もなしに同期して振る舞うのだという。
アインシュタインは、「神はサイコロを振らない」と言った。
この不思議な量子力学の延長線上にあるのが、量子もつれ量子コンピューターだ。
6月27日、NHK 「世界初 量子コンピューターの衝撃」を観たが、この量子コンピューターを世界で初めて提案したのは西森秀稔教授(東京工業大学)なんだそうだ。
少し、誇りに感じます。