【図解】コレ1枚でわかる量子コンピュータ　3/4

量子コンピュータは、理論上、この世界の全てを計算できる万能のコンピュータです。ただ、その実現は容易なことではなく、その解決策も含めて、研究開発が進められています。

万能型量子コンピュータ

量子物理学の基礎方程式を全て計算できるコンピュータです。量子の振る舞いを正確に操作することでこれを実現することを目指しており、「量子ゲート方式」とも呼ばれています。

ただ、これを実現するには、量子の動きを一時的に一定時間停止させなければならないことや、かりに誤りがあってもそれを自動的に訂正できる仕組みなどが必要となりますが、未だその有効な解決策は見つかっておらず、実現にはまだ20年ほどはかかるのではないかと考えられています。

それでも、その可能性は計り知れないものがあることから、IBMやMicrosoft、Google、Alibabaなどが、莫大な資金を投じて研究開発をすすめています。

特化型量子コンピュータ

特定の計算問題に特化して、高速に計算しようと開発されており、「量子イジングマシン方式」とも呼ばれています。

「イジングマシン」とは、磁石などの磁性体の性質を表す統計力学のモデルである「イジングモデル」の振る舞いを擬似的に再現して計算させようというコンピュータのことです。このイジングモデルが量子物理学的な性質を持つことから、量子コンピュータに区分されています。

2011年、カナダのD-Wave Systems社が初めてこの方式のコンピュータを製品化しています。他にも、NTTや富士通、日立製作所が製品化、東芝も製品化に向けて開発を進めています。ただし、量子物理学の原理を参考にはしていますが、量子特有の振る舞い（量子効果）を直接計算に使っていない製品もあります。

これらにできることは、「組合せ最適化問題」と呼ばれる「様々な制約の下で多くの選択肢の中から、ある指標あるいは価値を最も良くする組合せを求める計算」に限られます。しかし、その応用範囲は広く、例えば、配送コストを最小にする配送経路を求める問題、機械学習アルゴリズムにおける学習過程、金融ポートフォリオの最適な組合せを見つけるなどへの適用がすすめられています。

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