今回は、24年12月下旬に日本版も出版された著名な理論物理学者ミチオ・カク博士の著書『量子超越: 量子コンピュータが世界を変える』を取り上げながら、トランプ氏が再選以降、再びブームとなっている量子コンピューター/コンピューティング銘柄についても考察してみたいと思います。
量子コンピュータとは？
原子レベルで計算を行う次世代の「究極のコンピュータ」。従来のデジタルコンピュータの処理能力を大幅に上回る可能性があり、同時に複数の計算が可能な「重ね合わせ」という量子力学的特性を活用している。
本書『量子超越: 量子コンピュータが世界を変える』について
ニューヨーク・タイムズ紙ベストセラー、人類が次に成し遂げるであろう偉大な技術的功績である量子コンピューティングの爽快なツアー。量子コンピューティングは、人工知能を飛躍的に進化させ、地球温暖化、世界的な飢餓、不治の病といった人類最大の難問のいくつかを解決し、やがては科学の最も深い謎を解明する可能性がある。
マイクロチップの爆発的な成功も、ついに終焉を迎えようとしているのかもしれない。トランジスタの縮小が原子のサイズに近づくにつれ、計算能力の驚異的な成長は必然的に崩壊する。
しかし、この変化は、原子そのものを使って計算を行う、革命的な新タイプのコンピューターの誕生を告げるものである。量子コンピュータは、これまでにない飛躍的なコンピューティング能力の向上を約束し、私たちの日常生活のあらゆる側面を覆すような進歩を実現する可能性を秘めています。
メディアは主に、量子コンピュータが既知の暗号化方法をすべて解読できるという驚くべき可能性に注目していますが、その驚異的な能力を産業に革命をもたらすために活用しようという競争はすでに始まっています。
自動車メーカー、医療研究者、コンサルティング会社は、より効率的な自動車の設計、救命新薬の開発、業務の合理化に量子コンピューティングを活用しようとしています。
しかし、これは始まりに過ぎません。量子コンピューティングは、安価な肥料の生産に必要な複雑な化学反応の解読や、第2のグリーン革命の実現、ソーラー時代の到来を可能にするスーパーバッテリーの開発、クリーンで安全な再生可能エネルギーを生み出す核融合炉の設計などにも利用できる可能性があります。
また、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、パーキンソン病といった、未だ治療法が見つかっていない病気の原因となっている、非常に難しいタンパク質の折りたたみ構造の解明にも役立つかもしれません。
すでに量子コンピュータは、科学最大の謎である宇宙の起源の解明に役立てられています。人類が直面する問題で、量子コンピュータで解決できないものはないでしょう。
量子論の研究に生涯を捧げてきたミチオ・カク博士は、その明晰な頭脳と熱意で、このエキサイティングな科学の最前線と人類の未来をかけた競争について、ワクワクするような物語を語ります。
量子コンピューティングがもたらす革命
ミチオ・カク博士が、量子コンピューティングの進化の過程を、アナログからデジタル、そして量子の時代へと順を追って解説します。量子コンピューターは並行宇宙にアクセスできる能力により、その計算能力が飛躍的に向上するため、非常に大きな可能性を秘めています。
量子コンピューターは、効率的な肥料の製造、核融合エネルギーの実現、分子レベルでの疾病のモデリングなど、複雑な問題の解決に役立ち、農業、エネルギー、医療に革命をもたらす可能性があります。
この力を現実のものとするために、大手テクノロジー企業と情報機関の間で熾烈な競争が繰り広げられています。成功すれば産業構造や世界のパワーバランスさえも再定義できる可能性があるからです。
この取り組みには課題もあります。完全な機能を持つ量子コンピューターはまだ開発されていません。しかし、カク氏は、量子コンピューターが複雑な方程式を解き明かし、宇宙の深遠な謎を解明する可能性がある未来を思い描いています。
量子コンピュータが拓く新時代
本書、『量子超越: 量子コンピュータが世界を変える』を読み解くと次のようにまとめることができます。
・現在の開発競争
Google、IBM、Microsoft、中国など世界の主要企業・国が参入。現在は数千キュービットの処理が可能で、将来的には100万キュービットを目指す。セキュリティ面でも注目（現行の暗号解読の可能性）を集めています。
・期待される応用分野
農業 : 窒素から効率的な肥料生産の実現
エネルギー : 核融合エネルギーの実現に向けた研究
医療 : アルツハイマー病、パーキンソン病、がん治療、分子レベルでの疾患モデリング
物理学 : 宇宙理論の解明、ブラックホールや銀河の進化の理解
・現在の課題
「デコヒーレンス」（量子状態の不安定性）の制御、極低温環境の必要性、実用化に向けた技術的ハードル面があります。
・今後の展望
デジタル時代から量子時代への移行が予測される。あらゆる産業分野に革新的な変化をもたらす可能性があり、人類の課題解決に大きく貢献することが期待されています。