【技術】東大“究極の量子コンピューター” へ基本原理開発に成功

ノチラ ★

離れた物質の間を情報が瞬間移動する「量子テレポーテーション」と呼ばれる現象を利用して、現代のスーパーコンピューターをはるかにしのぐ新型の量子コンピューターの基本原理の開発に成功したと東京大学の研究チームが発表しました。
量子コンピューターをめぐっては、ＮＡＳＡやグーグルが別の原理で作られたカナダのベンチャー企業の実用化モデルを購入し研究を進めていますが、研究チームは今回の基本原理を使えばこれを大きく上回る性能の究極の量子コンピューターを生み出せるとしています。
現代のスーパーコンピューターをはるかに上回る新型の量子コンピューターの基本原理の開発に成功したのは、東京大学の古澤明教授の研究チームです。

研究チームは、２つの離れた物質の間で情報が光の速度で瞬間移動する「量子テレポーテーション」と呼ばれる現象に注目しました。
この現象は量子と呼ばれる光の粒など極めて小さな世界で起きるもので、アインシュタインはこれを引き起こすものを「奇妙な遠隔作用」と呼んでいました。

例えば光の粒を人工的に２つに分けて離れた位置に置き、一方に２、もう一方に＋２という情報を与えます。
続いてこの２つの光の粒を互いに「量子もつれ」、アインシュタインがいう「奇妙な遠隔作用」が働く状態にすると情報が光の速度で瞬間移動し、光の粒が４という情報を持つようになるのです。

情報の伝え方は現在、足し算、引き算、かけ算、割り算が可能で、今回、研究チームは、光の粒をループ状の回路の中で回しながら瞬時の計算を行える光の粒を１００万個同時に作り出すことに成功したということで、超高速の量子コンピューターを作り出す基本原理を開発できたとしています。

今のところ光の粒１組を「量子もつれ」の状態にして計算を行うために縦４メートル横２メートルの装置が必要ですが、新たな基本原理を使えば、今の半分ほどの大きさの装置でほぼ無限に計算を繰り返せる究極の量子コンピューターを生み出せるようになるとしています。

古澤教授は「今まで提案されていない全く新しい方式で、本当の意味での量子コンピューターの実現につながると思う。欧米の後追いでなく、日本で生まれた日本方式で究極の量子コンピューターをつくりたい」と話しています。
幅広い社会問題解決経済的にも大きな利益
量子コンピューターをめぐっては幅広い社会の問題を解決に導き経済的にも大きな利益をもたらす可能性を秘めているとして、欧米各国でも大手企業が相次いで研究・開発に名乗りを上げています。

このうちドイツの自動車メーカーのフォルクスワーゲンは、「アニーリングマシン」と呼ばれるタイプの量子コンピューターを実用化したカナダのベンチャー企業Ｄ－ＷａｖｅＳｙｓｔｅｍｓ社と共同で量子コンピューターを使って道路の渋滞を解消する研究をことし３月に発表しました。この研究は中国の北京で４００台余りのタクシーが、一斉に街の中心部から空港に行くとき、渋滞を防ぎながら最短時間で到着するルートを導き出すもので、これまで自社が持っていた高性能のコンピューターでは、結果を出すのに３０分かかりましたが、量子コンピューターでは、わずか数秒だったということです。将来の自動運転システムなどに応用できるとしています。

またこのアニーリングマシンの基本原理を開発した東京工業大学の西森秀稔教授によりますとアメリカのマイクロソフトは、量子コンピューターで小さな分子の運動を解析し、新たな組み合わせの化合物を作り出す「量子化学計算」と呼ばれる研究を進めています。例えば世界中で農業に使われる肥料を量子化学計算によって効率的に作り出す方法が見つかれば、肥料を生産するために出される二酸化炭素の量を大きく減らし地球温暖化などの環境問題の解決に役立つということです。

アメリカが進めているアニーリングタイプの量子コンピューターの国家プロジェクトに日本人として唯一参加している西森教授は「アメリカやカナダではしれつな競争が目に見える形で始まっていて、そこにヨーロッパや中国も大がかりな投資を始め、スタートの号砲が鳴ったという状態だ。通常のコンピューターでできないものも量子コンピューターを使えばできるということで、経済的な効果が大きいことに気付いた大企業の間で開発が加速している」と指摘しています。
http://www3.nhk.or.jp/news/html/20170922/k10011152541000.html

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