量子技術[最新事情]①

量子ならではのパワーって何?

2020.03.25

量子ならではのパワーって何?

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量子ソフトウェアのいろんな芽

現在の量子コンピュータは、パーフェクトなものではなくて、制限があるものなのですが、その中でできることを考えるのもソフトウェアの課題だし、研究者としては、じゃあもしも量子のフルパワーが発揮できたらどこまでできるんですか? それでも絶対できないことは何ですか? といった問いに答えることも重要だと考えています。今ある道具立てに量子を入れてたくさん回せば何かでてくるだろうというのも、もちろん、わかりやすい一例です。ソフトウェアの世界はこのように、実は、スペクトラムがとっても広いんですね。未来へ投資するならば、現在の流行りものに全投資するのではなく、少しずつ、いろんな芽を育てていってほしいと思います。

村尾 美緒教授

これからの量子力学の教え方・学び方

現在のコンピュータのハードウエアには量子物理学の原理が応用されていますが、行っている情報処理は古典物理学に従って動作していると言うことが出来ます。これに対して、量子コンピュータは計算原理が、量子力学に基づいて動作します。この量子力学を教えるのに、量子コンピュータや量子情報処理の世界を想定した「キュービット(量子ビット)の量子力学」という方法もあるなと考えて、最近ときどき実践しています。

現在の大学のカリキュラムでは、量子力学は、量子情報よりも格段に難解な無限次元の物理系から学び始めるんです。これだと量子のシステムを表すために難しい微分方程式を使わなければならず、式を解くことにとらわれて何が何だか分からなくなっちゃうんですね。一方「キュービットの量子力学」は情報処理のための量子力学ですから、基本ユニットは0と1の2つしかない。無限次元とは大きな違いですから、かなり近道で教えられると思うんです。しかも直感に反する量子の本質的な性質をしっかり学ぶことができるのも、大きな利点です。これからは特に「古典を量子化しました」みたいな理解では、量子も持つパワーに太刀打ちできません(笑)。むしろ「量子のごく一部の、特別な場合が古典です」というふうに考えられるようになってほしいですね。

村尾 美緒教授

村尾 美緒(むらお みお)

東京大学大学院理学系研究科 物理学専攻 教授

1991年、お茶の水女子大学理学部物理学科卒業。1996年、博士(理学、お茶の水女子大学)。米国ハーバード大学、英国インペリアルカレッジ、理化学研究所を経て、2001年より東京大学大学院 理学系研究科助教授、2014年より現職。専門は量子情報の理論的研究。

取材・文:池谷瑠絵
 写真(特記外):ERIC