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2007年10月25日

量子コンピュータって知ってますか

量子コンピュータって知ってます。

何か難しいですよね。

量子コンピュータ (りょうし-) は、量子力学的な重ねあわせを用いて並列性を実現する次世代のコンピュータ。2007年現在実用化には至っていない。量子計算機とも言う。

従来の計算機(量子計算機に対して、古典計算機という)は1ビットにつき、0か1の何らかの値しか持ち得ないのに対して、量子計算機では量子ビット(qubit)により、1ビットにつき0と1の値を任意の割合で重ね合わせて保持することが可能である。 この量子ビットを複数利用して、量子計算機は古典計算機では実現し得ない並列性を実現している。

量子計算機の歴史は、1982年にベニオフが量子系においてエネルギーを消費せず計算が行えることを示したことに端を発し、同年、ファインマンも量子計算が古典計算に対し指数関数的に有効ではないかと推測している。これらに続き、ドイッチュによって、量子計算機の原モデルである量子チューリングマシンが定義されるなど量子計算の分野に関する研究が進められていた。 しかし、数年が経つと、量子的重ね合わせによる並列性を効率的に活用する手法が発見できなかったり、量子計算機自体の開発の困難性が明らかになり、一時的に量子計算機に関する研究は下火になった。 この状況を打破するきっかけになったのが、1994年にショアによって考案された所謂、Shorのアルゴリズムである。 Shorのアルゴリズムは量子計算機特有のアルゴリズムであり、古典計算機で現実的な時間で解くことの出来ないとされる素因数分解を、量子計算において極めて短い時間で解決することが出来ることが示されている。 このため、量子計算機が実現されれば、素因数分解の困難性を利用したRSA暗号の安全性が崩れることになる。

実験的には、超伝導素子、非線形光学、レーザー冷却、量子ドット、核磁気共鳴などによる実現法が研究されている。

現在の最速スーパーコンピュータで数千年かかる計算を数十秒でこなすことが出来る。
【ウィキペディアWikipediaより引用】

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