量子コンピュータって結局何がすごいのか?

量子コンピュータという言葉を聞いたことありますか?量子コンピュータとはAIなどと同じく現在注目されている先端技術の1つです。

しかし量子コンピュータと言われてもAIと比べると何がすごいのかよくわかりませんよね。そもそもスーパーコンピュータとの違いもわかりません(私もです)。

そこでこの記事では量子コンピュータとはそもそもどんなもので、何が出来るのかをざっくりと理解することを目的に紹介していきます!

この記事の対象者
  • 量子コンピュータは名前だけ聞いたことがあるという人
  • 実際量子コンピュータのすごさがよくわからない人

量子コンピュータは複雑な計算を一瞬で解ける

そもそも量子コンピュータとは私たちが現在使っているコンピュータとは全く異なる原理で計算を行うコンピュータです。

量子コンピュータがなぜこれほど注目されているかというと、従来コンピュータとは比較にならないほど高速な計算が可能だからです。

従来コンピュータとの違い

高速な計算が可能なコンピュータと聞いて思い浮かべるのはスーパーコンピュータではないでしょうか?

スーパーコンピュータというのは従来のコンピュータを何台も接続してマシンパワーを高めることで高速計算を可能としています。そのため分類としては従来コンピュータであることに変わりはありません。

一方で量子コンピュータとは量子というものを使った全く異なる動作原理のコンピュータであるためそもそもから違うというわけですね。

量子コンピュータで何が変わるのか?

では高速計算が可能な量子コンピュータが登場することで私たちの生活にどんな影響があるのでしょうか?

メリット:解けなかった問題が解けるようになる

量子コンピュータに最も期待されていることには、これまで解けなかった問題を解決することです。

現実に起きている様々な問題は従来のコンピュータの計算速度では何万年もかかってしまうというものが少なくありません。そこで量子コンピュータが登場することによって諦めてしまっていた問題を解くことができるようになることが期待されています。

例えば新しい薬を開発するにあたってどんな化学物質を合成すればをシミュレーションしたいとしましょう。

薬のシミュレーション

世の中には100を超える元素が存在するためこれらを組み合わせて出来る化学物質というのは途方もない組み合わせが存在するため現在のコンピュータではとてもシミュレーションできません。

このような問題を量子コンピュータによって解決しようとしているのです。

課題:現在の暗号技術が破られる恐れがある

一方で高速計算が可能になることが脅威となる可能性もあります。その一つとして挙げられているのは現在の暗号技術が破られる可能性があるというものです。

現在の暗号技術は情報を素数(1と自身以外に約数を持たない数)の掛け算で暗号化しています。そのため暗号を破るには暗号がどの素数の掛け算で表現されているかを調べる必要があります(素因数分解)。

現在の暗号技術

暗号の素数がどれくらい大きいかというと80桁以上もあると言われています。つまり暗号を解くためには素数を2から順に80桁の数までの素数を1つずつ割り算が可能かを調べなくてはいけません。

これは従来のコンピュータの計算能力ではあまりに時間がかかりすぎてしまうため、仮に暗号を解いて情報をゲットしたとしてもその頃にどれだけ意味のある情報かは微妙です。

そのため現在の暗号技術は現実的に破ることはできないものとされていました。

しかし量子コンピュータの超高速計算によって大きな素数の割り算も短時間で処理できてしまい暗号を破ることができると言われているのです。

そのため現在では量子コンピュータでも破ることのできない暗号技術の研究が進められています。

まとめ

まとめ
  • 量子コンピュータは従来のコンピュータと全く異なる原理で動作する
  • 量子コンピュータはスーパーコンピュータと比べても圧倒的高速に計算が可能
  • 量子コンピュータが実現することで未解決の問題を解決できる可能性がある一方、現在の暗号が破られるセキュリティの脅威となる可能性がある

いかがでしょうか。量子コンピュータの位置付けや何がすごそうかということは理解してもらえたでしょうか?着実に研究は進んでいるみたいなのでとても夢のある技術ですね。

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