量子コンピューターを知る人が圧倒的に利する訳 - 東洋経済オンライン

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膨大な計算処理だけでなく｢私とは何か｣も解明？

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2021/05/27 8:30

量子コンピュータ時代に活躍するために、「量子力学の基礎」を身につけよう（写真：metamorworks／PIXTA）

2019 年10 月、グーグルが「量子超越性」を達成したことを発表しました。

これは、量子デジタルコンピュータが、世界最高性能といわれるスーパーコンピュータの計算能力を、上回ったことを意味しています。量子コンピュータは、実用化に向けて、今まさに着々と研究開発が進められています。量子コンピュータが実用化すると、私たちにはどのような影響があるのでしょうか。「日本人はICT教育の本質をいまいちわかってない」（5月20日配信）に続いて、『クオンタム思考』の著者で、元グーグル米国本社副社長兼日本法人社長を務めた村上憲郎さんが解説します。

量子コンピュータの実用化が現実味帯びる

2019年10月にグーグルが「量子超越性」を達成したことで、現在のテクノロジーの先に描かれている未来、すなわち量子コンピュータの実用化が、これまで以上に現実味を帯びるようになりました。

ただし、そうはいっても、普段「量子」などに触れない人は、量子コンピュータが登場したとして、どのような変化が私たちの生活に訪れうるのか、予想もできないことと思います。

そこでここでは、ごく簡単ではありますが、量子コンピュータ実用化によってもたらされるであろう進歩をご紹介します。

その1つ目が、既存のコンピュータにはなしえない「スピード」です。

量子デジタルコンピュータの高速性への期待は、1994 年のアメリカ・ベル研究所の、ショアによる整数の因数分解のアルゴリズムの発見によって一気に高まりました。

アルゴリズムとは、「ある目的の状態へ達するための有限回の手続き」と考えてください。電子デジタルコンピュータにもプログラミングという人間が行なう作業があって、それによって作成されるものがプログラムと呼ばれるというのは、聞いたことがあると思います。

そのプログラムを支えているのもアルゴリズムという考え方で、あるプログラムが目的を達して終了するためには、その根底に「ある目的の状態へ達するための有限回の手続き」、つまり、アルゴリズムがなければならないのです。

さて、話を「整数の因数分解」に戻しますが、整数の桁数の増加にともなって、計算時間は膨大なものとなります。たとえば1万桁の整数の因数分解には、現在の最も高速な電子デジタルコンピュータ（つまり、スーパーコンピュータ）を持ってしても、1000 億年という現実的ではない時間を要することがわかっています。

このことが、現在インターネットで使われている公開鍵暗号方式（施錠する際は公開鍵を使い、解錠する際は秘密の鍵が必要となる暗号方式）の安全性を担保しています。つまり、公開鍵暗号方式を突破するには1000 億年くらいかかる膨大な計算が必要なため、破られることはない、というわけです。

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