量子計算に関する白氏とサイ氏の対話

白氏：量子コンピューティングは従来のコンピューティングとどう違うのですか？



サイ氏：ビットは情報の最小単位です。従来の計算では、最小単位値は1または0の2進数であり、物理的な意味はトランジスタが「オン」または「オフ」であることです。



量子コンピューティングは、その値が「状態」であるという点でこれとは異なります。つまり、同時に開いた状態、閉じた状態、または中間の状態にすることができます。これは「重ね合わせ」とも呼ばれます。



量子チップの構成要素（ビット）は、キュービットと呼ばれます。それは本質的に電子的ではありません。 IntelのQuantum HardwareのディレクターであるJim Clarke氏は、次のように述べています。「トランジスターの動作には一連の電子が必要であり、量子計算は電子に作用し、この電子がスピンしてキュービットを生成します。」



しかし、それらは非常に強力です。ロンドン大学ユニバーシティカレッジのジョンモートン教授は、次のように述べています。50キュビットで、今日の最速のスーパーコンピューターでは解決できない問題を解決できます。 300キュビットを使用すると、宇宙の原子よりも多くの「状態」が得られます。



量子コンピューティングは確かに非常に抽象的な理論です。また。量子コンピューティングを専門とする研究者は数万人いますが、そのアプリケーションは少なくとも10年は必要です。当時は、コンピュータモデリングや大規模物流などの分野で利用される予定です。

白氏：量子コンピューティングの「特別なこと」とは何ですか？

サイ氏：まず第一に、量子コンピューティングは不正確かもしれません。人間の脳と同じように、自然を模倣したものであり、非論理的で間違いをする可能性があります。しかし、これはアドバンテージにもなる可能性があります。ブラインドロジックは常に正しいとは限りません。

白氏：本当ですか？私は長い間論理を信じてきました。しかし、私は統計とファジー数学の力も信じており、漠然と受け入れています。

サイ氏：第二に、量子コンピューティングはインターネットで生成されたビッグデータの分析には適していない可能性があります。アランチューリングの理論に従って発明されました。つまり、現在使用している「クラシック」コンピュータは、この点で優れています。従来のコンピューターのビッグデータの量子コンピューター分析は、より面倒になります。彼らはほとんど異なる種です。

白氏：これは私が予想していなかったものです。あらゆる面で速くなると思いました。

サイ氏：第三に、量子チップは、通常、絶対零度よりも100度高い温度でのみ機能し、宇宙空間よりもはるかに低い。ヘルシンキに新興企業であるBlueForsは、量子コンピューターの構築に必要な「希釈冷蔵庫」を製造しています。毎週3ユニットを販売しており、各ユニットの費用は200,000ユーロから500,000ユーロの間であり、グローバルな量子コンピューティング競争の規模を示しています。

白氏：これはいつもそうですか？すると、量子携帯電話はなくなり、量子コンピューティングはクラウドコンピューティングでのみ使用されるようになります。

サイ氏：現在いくつかのキュービットメーカーが競合しています。 Intelの手のひらサイズのチップには、49の「超伝導」キュービットがあります。しかし、すでにシリコンベースの「スピンキュービット」があり、それらは数億個を平方センチメートルのチップに押し込めるほど小さいと言われています。スピンキュービットには個性があると言われています。

バイ氏：キュービットが異なる可能性があることを知りませんでした！特徴は何ですか？

サイ氏：それについてはまた後で話します。現在、マイクロソフトはそのキュービットを準粒子、つまり物質内の相互作用に現れる粒子のようなオブジェクトにエンコードすることを望んでいます。一部の物理学者は、Microsoftが使用する特定の準粒子（非アーベル陽イオンと呼​​ばれます）が実際に存在するかどうかさえ知りません。しかし、同社はトポロジー特性を使用して、量子状態を外部干渉に対して非常に堅牢にし、それによっていわゆるトポロジカル量子コンピューターを作成したいと考えています。これは、いくつかのノーベル賞受賞者の作品に基づいています。あなたの学校の友である温小港がこの分野で働いたと言われています。

白氏：ええと、私には時間があるときに彼に尋ねます。