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Googleの研究者は先週、「量子的優位性」に到達したと主張しました。 フィナンシャルタイムズ。 Googleの論文は、削除される前にNASAウェブサイトに簡単に投稿されました。その中で、研究者は、独自の量子コンピューターで、今日の最も強力な古典的なスーパーコンピューター（サミットと呼ばれる）を凌haveしたと主張しています。
これが量子優位性と呼ばれるものです。つまり、特定のタスクで量子コンピューターが従来のコンピューターよりも高速であることが証明された場合です。論文によると、Googleの53量子ビットシカモアシステムは、この特定の計算を3分20秒で完了することができます。 Summitスーパーコンピューターが同じ機能を完了するには、約10,000年かかります。
量子の優位性に到達することは、2017年末に当初予測されていました。しかし、Googleの72量子ビットのBristleconeコンピューター（上図）は、十分な精度で制御するのが難しすぎることが判明しました。代わりに、ブレークスルーは、より小さな53キュビットシカモアシステムからもたらされます。
量子コンピューターの利点
1または0のビットで動作する従来のコンピューターとは異なり、量子コンピューターは値を格納するために「キュービット」を使用します。量子ビット、または量子ビットは、2状態の量子力学的システムです。これには、1状態と0状態の両方の重ね合わせを一度に保持できるという神秘的な特性があります。ただし、この状態は測定時に崩壊します。
量子コンピューターは、従来のコンピューターと同様のハードウェアゲートで構築されており、数学関数に構築されたNOTおよびANDゲートに相当します。ただし、量子出力は本質的に確率的であるため、精度とエラー修正を確認する必要があります。また、重ね合わせのために、出力を損なわずに途中で量子計算を覗くことはできません。
重ね合わせと確率は、量子コンピューターを特定の数学的タスクに役立てる鍵です。量子ビットの数を増やすと、数百万の可能性をほぼ瞬時に計算できます。使用には、膨大な数の因数分解、フーリエ変換の計算、線形方程式の解法が含まれます。量子コンピューターは、本質的に非常に専門化されています。実際、これらは、ハンドヘルドコンピュータが毎日実行する多くの基本的な計算には適していません。
セキュリティにとって量子優位性とはどういう意味ですか？
量子コンピューターは奇妙に聞こえますが、コンピューティングの特定の領域で非常に興味深いアプリケーションがあります。特に、気象学、化学、物理学のモデリング、暗号化などの繰り返し複雑な数学演算を伴うアプリケーションです。
最後の1つはしばしば人々を驚かせます。量子コンピューターは、非常に多くの数学的置換を一度に実行でき、理論的には、現在のコンピューターが一般的な暗号化標準を破るのに必要な時間の何分の1かをとります。複数のライフタイムではなく、数日または数時間。量子コンピューターによるクラッキングを防ぐために、非常に機密性の高い情報のために新しい暗号プロトコルがいつか必要になるかもしれません。
暗号化標準は、市販の量子コンピューターをきっかけに改善する必要があります。
同様に、現在の暗号通貨市場では、ウォレットを保護し、トランザクションの正当性を検証するために、同様のアルゴリズムが使用されています。 Googleのコンピューターでさえ、これらの暗号化タイプを解読する能力があるという兆候はありません。ただし、量子コンピューティング能力の指数関数的成長の脅威により、今後数年間でこれが明確な可能性になります。
幸いなことに、量子コンピューターはまだ商業的に実行可能になるにはまだ長い道のりです。それらはまだ開発段階にあり、公開パスワードを破るよりも研究に使用される可能性がはるかに高いです。いずれにせよ、近い将来、暗号化の標準を改善してクラッキングの実行可能性を阻止し、防止する必要があります。
Googleの量子優位性の主張に関する質問
Googleは量子の優位性を大きなブレークスルーと主張していますが、競合他社の一部はこの成果のメリットについてあまり確信を持っていません。 「量子優位性」という用語は、量子コンピューターが従来のコンピューターよりも強力で有用であることを示唆していますが、これは確かに論争の的です。
IBMの研究責任者（量子コンピューティング分野の主要なライバル）であるDario Gilは、Googleの主張は「まったく間違っている」と述べています。Gilは、研究は「本質的に、そしてほぼ確実に、つまり、Googleの研究は、コンピューターのより広範な機能についてほとんど明らかにされていない非常に狭いタイプのコンピューティングに焦点を当てています。
量子優位—量子コンピューターが特定のタスクで従来のコンピューターよりも優れている場合。
しかし、IBMの元幹部であるチャドリゲッティは、この発表を「人間と科学にとって大きな瞬間」と呼びました。南カリフォルニア大学の工学教授であるダニエルライダーは、Googleのブレークスルーの規模に注目しました。同社は、「クロストーク」として知られるキュービット干渉を削減し、競合他社と比較してコンピューターのエラー率を大幅に削減しました。
意味は、Googleがより低いエラー結果のおかげで量子コンピューターのサイズを拡大できるようになるということです。誤差の少ないキュービットが増えると、量子コンピューターの処理能力が指数関数的に増加し、複雑な問題の解決のためにはるかに実行可能になります。ただし、プログラマビリティについては、さらに多くの作業を行う必要があります。
最終的に、量子コンピューターは限られた一連のタスクにのみ役立ちます。構築、実行、プログラミングの費用がかかります。この複雑さは、非常に特定のタスクに控えめにしか使用されないことを意味します。ただし、これはGoogleの量子優位性のマイルストーンや、量子コンピューティングが毎年ますます実行可能に見えるという事実を減じることはありません。
