「量子革命の軌跡」アインシュタインからGoogleまで人類が解き放つ計算の新次元

1905年、アインシュタインは光の粒子性を解き明かし量子の世界への扉を開いた。

それから1世紀余り人類は「不可能」と思われた領域に挑み続けてきた。

1920年代、ハイゼンベルク、ボーア、シュレーディンガーらが量子力学を構築し世界の見方を根本から変えた。

粒子は波であり観測するまで状態が確定しない。

この革命的な思想は技術の限界を再定義する火花となった。

1980年代、ファインマンとドイチュが「量子の力で計算する機械」というビジョンを掲げた。

そして1994年、ピーター・ショアが「量子コンピュータで素因数分解を爆速で解く」アルゴリズムを発表。

暗号技術の根幹を揺るがすこの発見は世界に衝撃を与えた。

2019年、Googleが「量子超越性」を宣言。

スーパーコンピュータが1万年かかる計算を53量子ビットのチップが200秒で解き新時代の幕を切って落とした。

IBMやD-Waveの挑戦は続き今や量子コンピュータは「夢のマシン」から「現実のテクノロジー」へと進化している。

これは単なる技術革新ではない。

人類が自然の根源的な法則を征服し宇宙の計算能力を解き放つ物語だ。

量子コンピュータは私たちに「不可能の壁」を超える勇氣を与えてくれる。

かつてアインシュタインが光の量子を論じたように今また新たなパラダイムが始まろうとしている。

量子革命は、まだ始まったばかりだ。

量子コンピュータの簡単な歴史

量子コンピュータの歴史は量子力学の基礎研究から始まりました。 以下は、その発展の主要なマイルストーンです。

1. 1905年：アルバート・アインシュタインが光電効果を説明し、光は量子粒子または光子で構成されていると示唆した。
2. 1924年：マックス・ボルンが初めて「量子力学」という用語を使用した。
3. 1925年：ヴェルナー・ハイゼンベルク、マックス・ボルン、パスクアル・ジョルダンが行列力学を定式化し、量子力学の最初の定式化を実現。
4. 1925-1927年：ニールス・ボーアとヴェルナー・ハイゼンベルクがコペンハーゲン解釈を考案。これは量子力学の最も初期かつ最も一般的な解釈の一つである。
5. 1930年：ポール・ディラックが量子論の標準的な教科書『量子力学の原理』を出版。
6. 1935年：アルバート・アインシュタイン、ボリス・ポドルスキー、ネイサン・ローゼンが量子重ね合わせの直感に反する性質を強調し、量子力学は不完全であると主張する論文を発表した。
7. 1935年：エルヴィン・シュレーディンガーが、同時に死んでいる猫と生きている猫に関する思考実験を行い、「量子もつれ」という用語を考案した。
8. 1944年：ジョン・フォン・ノイマンが量子理論の厳密な数学的枠組みである『量子力学の数学的基礎』を出版。
9. 1957年：ヒュー・エヴェレットが量子力学の多世界解釈を提唱。これは、量子測定のあらゆる可能な結果が実際には平行宇宙で起こることを示唆する。
10. 1961年：ロルフ・ランダウアーは、情報ビットを消去すると消費されるエネルギーが最小限であることを示し、ランダウアーの原理として知られる。
11. 1965年：ジョン・ベルは、量子もつれはいかなる局所隠れ変数理論でも説明できないことを証明した。これはベルの定理として知られる。
12. 1973年：アレクサンダー・ホレボは、n個の量子ビットはnビット以上の古典的情報を運ぶことができないことを証明した。これはホレボの定理またはホレボの限界として知られる。
13. 1980年：ポール・ベニオフが量子力学の原理を用いてあらゆる計算を実行できる理論上の装置である量子チューリングマシンのモデルを提案した。
14. 1981年：リチャード・ファインマンは、量子システムのシミュレーションには量子力学に基づいた新しいタイプのコンピュータが必要であると示唆した。
15. 1982年：デイヴィッド・ドイチュがベニオフのモデルを一般化し、汎用量子コンピュータの概念を提案した。
16. 1984年：チャールズ・ベネットとジル・ブラッサードが量子鍵配送プロトコルを開発。これにより、2者が量子状態を用いて暗号鍵を安全に交換することが可能になった。
17. 1985年：デイヴィッド・ドイチュとリチャード・ジョザは、従来のアルゴリズムよりも速く特定の問題を解くことができるアルゴリズムを考案しました。これはドイチュ・ジョザアルゴリズムとして知られています。
18. 1991年：アルトゥール・エケルトが量子もつれに基づく量子鍵配送のための別のプロトコル、E91プロトコルを提案した。
19. 1992年：デイヴィッド・ドイチュとリチャード・ジョザがアルゴリズムを拡張し、複数の入力を処理できるようにした。これはドイチュ・ジョザアルゴリズムとして知られる。
20. 1994年：ピーター・ショアが量子コンピュータを使って多項式時間で大きな数を因数分解できるアルゴリズムを発見。これはショアのアルゴリズムとして知られている。
21. 1996年：ロブ・グローバーは量子コンピュータを使って平方根時間で未ソートのデータベースを検索できるアルゴリズムを発明した。これはグローバーのアルゴリズムとして知られている。
22. 1997年：アイザック・チュアン、ニール・ガーシェンフェルド、マーク・クビネックが、核磁気共鳴（NMR）技術を用いたショアのアルゴリズムの最初の実装を実証した。
23. 2000年：デビッド・ディヴィンチェンツォが実用的な量子コンピュータを構築するための5つの基準を提案した。これはディヴィンチェンツォ基準として知られている。
24. 2001年：IBMの研究者がNMR技術を用いてグローバーのアルゴリズムを実装し、従来のアルゴリズムよりも若干の高速化を達成した。
25. 2007年：D-Wave Systemsは世界初の商用量子コンピュータを開発したと主張したが、その妥当性は多くの専門家によって異論を唱えられている。
26. 2019年：Googleは、従来のスーパーコンピュータでは数千年かかる計算を53量子ビットの量子プロセッサで実行し、量子超越性を達成したと発表した。
27. 2020年：IBMは、65量子ビットの量子プロセッサが従来のコンピュータの限界を超える計算を実行できることを実証した。