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次世代コンピューター 量子コンピューター とは?

次世代コンピューター 量子コンピューター とは?

量子コンピューターをご存知でしょうか?量子コンピューターは、現在実用化に向けて研究・開発が進んでいる、次世代のコンピューターです。これまでのコンピューターよりはるかに強力な計算能力を持ちます。今回は、そんな量子コンピューターについて解説します。

  • 従来のコンピューター
  • 量子コンピューターとは
  • 量子コンピューターができるとどうなる?
  • まとめ

従来のコンピューター

従来のコンピューターでは、電気信号を使って “0” と “1” を表現し、この 2 進数で様々な計算をしています。

“0” と “1” は、スイッチのオン・オフを表していて、これらを組み合わせることで、数字だけでなく、文字や画像なども表現しています。

少しイメージしづらいかもしれませんが、パソコンもスマートフォンもタブレットも同じように、内部で “0” と “1” を使っています。

この 2 進数で全てを表すコンピューターの考え方は、もう 50 年以上前から実用化されていて、より小さなパーツで、より大量の計算ができるようにと技術の進歩を重ねて、コンピューターの性能もどんどん上がってきていました。

しかし、物理的な限界により、パーツを小さくしようにも、もう小さくできない段階が近づいてきています。パーツを小さくできないということは、それ以上性能を上げることができないことです。

そこで、次世代のパソコンとして注目されているのが、量子コンピューターです。

量子コンピューターとは

量子コンピューターとは、量子力学を使ったコンピューターのことです。

量子は、とても小さく、普段私たちが目にするような物理法則とは、異なった法則を持っています。そのうちの一つとして、「重ね合わせ」というものがあります。

「重ね合わせ」を一言で簡単に説明すると、同時にいくつかの状態を表現できることです。

例えば、”0″ と “1” を 1 つずつ使って組み合わせを作ると、(0, 0) (0, 1) (1, 0) (1, 1) の 4 通りがあります。

従来のコンピューターでこれらを表現しようとすると、同時に表現できるのは 4 つのうちの 1 つだけで、全通りを表現するためには、4 回計算する必要があります。

一方で、量子コンピューターでは、”0″ か “1” という曖昧な状態を持てるので、同時に 4 通り全てを表現することができます。

従来のコンピューターでは、4 回計算する必要があったことを、量子コンピューターでは、1 回の計算で表せるわけです。そのため、これまで時間がかかっていた計算も、瞬時に終わらせられるようになります。

今回は、”0″ と “1” だけの組み合わせでしたが、扱う数字が増えれば増えるほど、量子コンピューターの力は発揮されます。

量子コンピューターができるとどうなる?

量子コンピューターは、まだ実用化のための研究・開発段階ですが、実用化された場合に、どのような変化があるのでしょうか。

現在、インターネットでショッピングなどをすると、その通信は暗号化されるようになっています。ユーザー名やパスワード、クレジットカードの情報などは、この暗号化によって外部に漏れないように守られています。

暗号化されたデータは、従来のパソコンで解読しようとすると、何億年、何兆年と解読に時間がかかります。そのため、暗号化されたデータ自体の入手はできたとしても、その中身を知ることができないようになっています。

しかし、量子コンピューターが実用化されるようになれば、これまでの暗号化方式では、あっという間に暗号を解読されてしまいます。

パスワードやクレジットカード情報のように重要な情報が、ダダ漏れになる可能性があり、量子コンピューター用の暗号化技術の開発が急務となっています。

悪い面ばかりではなく、いい面ももちろんあります。

例えば、天気予報やビックデータの解析など、従来のコンピューターでは、計算量が多く計算が難しかった領域に対して、量子コンピューターの計算力を使うことで、より正確な情報を導くことができるようになります。

まとめ

量子コンピューターは、実用化されるには時間がかかると言われていますが、実用化されるようになれば、私たちの生活に大きな変化をもたらす存在です。

IoT、AI、ビックデータ、量子コンピューターとまだまだ IT の進化は続いていきます。

技術が発展すればするほど、私たちの生活は、より豊かになっていきますが、その分使う側も勉強して使いこなせるようにならないといけません。

使いこなせれば、その分できることも増えて、たくさんのチャンスがあると思いますので、ぜひ今後も量子コンピューターをはじめとする IT 技術の進歩に目を光らせてみてください。

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