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デバイスの未来はバッテリいらず? 量子コンピュータについて調べてみた。

量子コンピュータ」というのをご存じだろうか?

量子コンピュータとは

量子コンピュータ - Wikipedia

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の何れ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; quantum bit) 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。n量子ビットあれば、2nの状態を同時に計算できる。(中略)数千年かかっても解けないような計算でも、例えば数十秒といった短い時間でこなすことができる。

 1ビットに入る情報が増えて同時に計算できる量が増えて、従来以上に多くの処理ができるのが量子コンピュータ。有名どころではD-Wave Systems, Inc.が商用の量子コンピュータD-Waveを開発している。

D-Wave, The Quantum Computing Company

量子コンピュータを知ったきっかけ

 以前、本屋で技術本を物色してたら、スティーブ・ウォズニアックの顔写真が載っている本があったので、ウォズニアックのインタビュー部分を立ち読みしたのがきっかけ。

 本にはハードウェアが電子⇒光に変わっていくだろう的なことが書いてあった。次に時代を変えるデバイスってなんだろうって考えてた時に、ウェアラブルデバイスみたいな外観の話じゃなくて、動力自体が変わってしまうなんて考えてなかったのでハッとさせられた。

ソフトウェアの世界でキャリアを築く Making it Big in Software

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 ということで、光を使ったコンピュータってあるのかなぁと調べてみると、研究段階では既にあった。

光コンピューター - Wikipedia

現在の時点における光ファイバーなどの光技術(または光学技術)を使ったコンピュータ 機器(デバイス)や機械は、オプトエレクトロニックと呼ばれる光技術と電子技術を組み合わせたシステムで、相互に動作変換を行いながら動いているような状態にある。そのため、純粋に光のみを使って動かしているというような仕組みのコンピュータにはなっていない。しかし、光コンピュータでは、完全にフォトニック(光を光のままに情報処理すること)のシステムに置き換えて動作や情報処理などの制御がおこなわれる。

 現段階では光技術を使った光デバイスと電子デバイスを組み合わせた状態で光技術のみのデバイスというのは完成していないようだ。

 光と言えば、最近のインターネット通信は光ファイバーを使って光の通信を行っている。コンピュータはこの光を受信して電子に変換してプロセッサ(CPU)に送ってデータを処理している。

 光コンピュータが完成したときは、この光<->電子の変換が要らなくなるのだろう。しかも、電子を溜める電池の代わりとなる光子と溜める光地ができれば、蓄光は外の光からできるようになるだろうし、電池切れみたいなことはほとんどなくなるんじゃないだろうか(完全なる憶測)。

 ここに未来を感じ、光コンピュータや量子コンピュータに興味が湧いてきた。

光コンピュータと量子コンピュータ

 量子コンピュータの話から切り出しておきながら、突然「光」とか「光コンピュータ」とか「光」の話にすり替わって量子コンピュータは何処にいったと思っている人もいるかもしれない。

 そこで、量子について"簡単に"書いておきたいと思う。なにせ、自分も専門じゃないので詳しいことは語れない。というより間違えてる可能性が高いので、指摘を頂けると有難い。

 目に見えないほどの小さな粒と言われて思いつくのは化学で習う原子や電子だと思う。この原子や電子の性質を考えるときに、まず考えるのは粒子性(物質としての性質:重さとか大きさとか)だが、この粒子性だけでは説明できないことがある。

 それが波動性(波としての性質:状態とか干渉とか)という性質で、この波動性と粒子性を考慮したものが『量子』と呼ばれている。

 参考:粒子と波動の二重性 - Wikipedia

 要するに『量子』は2つの性質を持つ存在の総称であり、原子や分子、光子、ニュートリノクォークなどの素粒子は全て量子である。

 もうお分かりだと思うが、光子は量子の一部なので、光(量子)コンピュータは量子コンピュータの一種であると言える。

 参考:量子コンピュータ - Wikipedia

 こういう説明をしてくれるサイトがないので、以下のような質問があるのかもしれない。

 光コンピュータ vs 量子コンピュータ  どっちが速い? | ハードウェア(サーバー)のQ&A【OKWave】

結局のところ

 私自身としては、単純に充電不要のデバイスができるかもしれないという点で量子コンピュータに興味を持っている。実用化はだいぶ先だろうが、技術が進歩すればできると思う。光コンピュータについてもっと調べたい。

 ただ、充電不要に関して調べていたら、光子に限らずとも、電子でも実現ができるらしい。ということは私が求めているものは必ずしも光コンピュータでないようだ。

News Release 070629a:雑音のない素子で原子を安定に閉じ込めることに成功 -電源不要の新型アトムチップ※1、量子コンピュータ開発に新たな道-

 未来に期待しつつ、何か自分も関わりたいなと思う今日この頃だった。