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科学の森

量子コンピューター研究のいま/上 複雑な計算高速処理

量子コンピューター研究のいま

 複雑な計算を高速でできる量子コンピューター。実用化できれば材料開発や創薬など広い分野で応用が期待できると注目を集め、開発は世界中で進んでいる。その基礎となる理論や技術を作ったのは日本人研究者でもある。研究の歩みや展望を2回に分けて報告する。【信田真由美】

 ●従来と違う仕組み

 量子コンピューターは、原子や光など、波と粒子の性質を併せ持つ「量子」を利用した従来と全く異なる仕組みの計算機だ。従来型は「0」と「1」のどちらかの状態を表す「ビット」を使って計算する。これに対し量子コンピューターは、0と1を重ね合わせた状態を取る「量子ビット」を利用し、多数の計算を同時に処理できる。

 例えば従来型は2ビットの場合、00、01、10、11の4通りのデータを一つずつ計算する。一方量子コンピューターは、重ね合わせにより4通りを一度に計算できる。量子ビット数を増やせば扱えるデータ量が飛躍的に増え、従来型では時間がかかりすぎて解答不能だった問題が解けるようになる。これが実用化が期待されている大きな理由だ。

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