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書籍:量子コンピュータとは何か 著:ジョージ・ジョンソン


結構前から、次世代の「量子ネット」とか「量子コンピューター」という言葉を聞きますが、管理人には何のことやらさっぱり分かりませでした。以前、「 ワープする宇宙 - 5次元時空の謎を解くWarped Passages: Unraveling the Mysteries of the Universe's Hidden Dimensions )」を読んだ時、素粒子は右回りと左回りがある説明で、多分これを利用したコンピューターかな?と考えはじめ、ついでに読んでみる事にしました。いつもお世話になっているウィキペディアで検索しても、理解できないレベルだったので、サイエンスライターが執筆した書籍を一番最初に読むのが妥当かと思い、何冊からある中で「量子コンピュータとは何か」を購入しました。

量子コンピュータとは何か (ハヤカワ文庫NF―数理を愉しむシリーズ)



コンピューターは電気で動くため、通電していない状態を0、通電している状態を1と判断します。これ以外は判別する事ができないので、0と1の二進数で全てのデータを解釈するのですが、二つの状態を確実に判断できれば、それを利用できます。最初のコンピューターは電球を使っていましたが、トランジスタに移行して、サイズも小さくなる一方です。これが、パソコンショップで販売されているコンピューターの中に入っているCPUの正体ですが、0と1の判別に素粒子を使うのが量子コンピューターになります。例えば、光の正体は光子なので、右回りと左回りの違いで0と1を判別します。コンピューターゆえに、命令して動かす必要があるので、右回りと左回りを人間が制御する必要があり、パルスを照射して回転方向を変更します。



本書の最初に登場しますが、現存するスーパーコンピューターを使っても、因数分解を解析する作業は、非常に時間がかかります。これは、桁数が多くなるにつれ、指数関数的に増加します。なぜそれをする必要があるのか?現在コンピューターで使われているセキュリティを確保する仕組みに、因数分解が関係するためです。「 ビル・ゲイツ未来を語る (著:ビル・ゲイツ)」でも取り上げられていましたが、1977年に二つの素数の積である百三十桁の数字を因数分解するには、どんなコンピューティングパワーを用いても何百年もかかると結論されました(RSA129)。この時代では、これだけセキュリティを強めれば、未来でも解くことができない暗号として通用すると予想したわけです。しかし、1993年のコンピューティングパワーでは解けてしまいました。さらに桁数を上げれば、指数関数的に増加するので、現在のコンピューターでは何百年、何千年、何億年もかかると予想されていますが(地球の面積を全て使ったスーパーコンピューターでも)、これを破る事ができると考えられているのが、量子コンピューターです。



処理能力が高く、処理速度が速ければ、過去と同じで現時点のセキュリティは破られる事になります。そんな事をしてどうするのかと考える人が多いと思いますが、暗号を破れるなら、どんな情報でも手に入るという事です。これは、個人ではなく、国レベルの問題です。実際、アメリカのスーパーコンピューターで何を計算しているのかも、この本には書かれていますが、日本でもスーパーコンピューターを使って、現実にはできない実験をシュミレーションしています。処理能力が高ければ、実際にやらなくても、未来がどうなるのか分かるわけです(答えを導くアルゴリズムがあれば)。



管理人が生きている時代に、BTOパソコンショップで量子コンピューターを気軽に購入できるかどうかは不明です(本を読んだ後では一般家庭のコンピューターでは無理っぽい)。しかし、今のやり方では限界が見え始め、次のステップを踏む必要があります。この本では、暗号解読に関して、「 暗号解読 - ロゼッタストーンから量子暗号まで (著書:サイモン・シン)」をすすめています。管理人はまだ読んでいませんが、同著者の「 フェルマーの最終定理 (新潮文庫) 」を読んで面白かったので、この著者は気になっていました。「暗号解読」と「 宇宙創成 」はぜひとも読みたいと思います。いずれにしても、数学や科学を知らなくても、サイエンスライターが分かりやすく物語形式で説明してくれています。そして、この本「量子コンピューターとは何か」も、同じく専門知識が無くても読める本なので、興味がある方にはおすすめの一冊です。


暗号解読〈上〉 (新潮文庫)

暗号解読 下巻 (新潮文庫 シ 37-3)

フェルマーの最終定理 (新潮文庫)


宇宙創成〈上〉 (新潮文庫)

宇宙創成〈下〉 (新潮文庫)


量子コンピューター 書籍一覧





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