量子コンピューター

量子コンピューターとは、より高い処理能力を実現するため、量子力学において「重ね合わせ」、「量子もつれ」と呼ばれる量子の2つの性質を利用して演算を行うコンピューターです。

量子コンピューター以前のコンピューターを古典コンピューターと呼びます。量子コンピューターでは、「量子ビット」と呼ばれる情報単位を用いて計算を行います。
古典コンピューターが1ビットに「1」と「0」のどちらかの情報しか保持できないのに対して、量子コンピューターでは1量子ビットに「1」と「0」の両方を同時に保持できます。これが「重ね合わせ」と呼ばれる性質です。
また、古典コンピューターはビットが互いに独立していますが、量子コンピューターでは量子ビット間で相互関係を持たせることが可能です。これが「量子もつれ」と呼ばれる性質です。
これらの性質によって量子コンピューターは、古典コンピューターと比べて高い処理性能を有します。

量子コンピューターにおける計算は、量子ビットの初期化、計算試行、量子ビットの測定の手順で行われます。
また、量子コンピューターにおける計算方式には「量子ゲート方式」と「量子アニーリング方式」の2種類が存在します。「量子ゲート方式」は様々な問題に対応が可能ですが、「量子アニーリング方式」は組み合わせの最適化問題に特化しています。

古典コンピューターは、「ムーアの法則」の限界を迎えつつあるといわれています。「ムーアの法則」とは、半導体の集積率が2年で2倍になるとの経験則であり、それにともないコンピューターの性能も向上していくことを意味します。しかし、近年はその終焉を指摘する見方が強まっています。こうした事情を背景として、古典コンピューターに代わり、量子コンピューターへの期待が集まっています。
また、AIの研究が進んだことで、AIを利用するための高性能なコンピューターへの需要が高まっています。組み合わせ最適化問題の計算に適した量子コンピューターでビッグデータの処理を行うことにより、AIが飛躍的に進化し、複雑な社会問題の解決に活用されることが期待されています。