量子コンピュータが私たちの未来を変える日は実はすぐそこまで来ている。
そんな今だからこそ、量子コンピュータについて知ることには大きな意味がある。単なる専門技術ではなく、これからの世界を理解し、自らの立場でどう関わるかを考えるための「新しい教養」だ。
『教養としての量子コンピュータ』では、最前線で研究を牽引する大阪大学教授の藤井啓祐氏が、物理学、情報科学、ビジネスの視点から、量子コンピュータをわかりやすく、かつ面白く伝えている。今回は量子コンピュータのよくある誤解について特別な書き下ろしをお届けする。
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量子コンピュータのよくある誤解
高市政権が発足し、量子コンピュータを筆頭に量子技術は国の重点17分野の1つになるとともに、6つの国家戦略技術にも挙げられ、ますます注目を集めている。
一方で、他の分野に比べて量子コンピュータはその実像がつかみにくく、ネット上には多くの“誤解”が飛び交っている。
ここでは、量子コンピュータにまつわる代表的な誤解をいくつか取り上げ、背景と正しい理解を紹介してみたい。
「量子ビットは0と1を同時に並列して表せるから爆発的に計算できる」？
量子ビットは0と1の重ね合わせ状態を取れるが、これは「0と1の両方を同時に“計算してくれる”」という意味ではない。
量子計算の本質は、重ね合わせ状態同士を干渉させることで特定の解にだけ振幅を集中させる“干渉の設計”にある。
よく聞く「全探索を一瞬でできる」というイメージは誤解。
「量子もつれを使えば光速を超えて情報を伝送できる」？
量子もつれは「遠く離れた粒子同士が強く相関する」という現象だが、そこに“情報を載せて送る”ことはできない。
もつれた粒子を観測すると瞬時に相関が現れるものの、それはランダムな結果であり、そのままでは通信には使えない。
あわせて古典的なメッセージを送ると、初めて量子情報を取り出せるというのが、量子テレポーテーションである。
このため、相対性理論（物も情報も、光速を超えて伝わらない）と量子力学がうまく矛盾しないようになっている。
「量子コンピュータはあらゆる計算を高速化する」？
「量子コンピュータが実現すれば、従来コンピュータは完全に置き換えられる」？
量子コンピュータは計算機科学の分類的には従来コンピュータの上位互換である。
だからと言って、全ての問題において高速化できるわけではない。
量子コンピュータは、現代のコンピュータに比べ計算の1ステップの速さはさほど速くはない。
それゆえ、ステップ数を圧倒的に削減できるような特殊な問題に対して有効だ。
また、量子コンピュータは現在のコンピュータに比べ製造や維持のコストもかかる。
そのため、量子コンピュータによる計算で学術的もしくは経済的に大きな価値が見込まれる問題に対して特に有効になる。
これらの理由により、量子コンピュータが実現しても現在のコンピュータがなくなることはない。
「量子コンピュータによって暗号は破られ、インターネットは崩壊する」？
確かにショアのアルゴリズムはRSA暗号を理論上高速に解読できる。
しかし実行には数百万量子ビット規模の誤り耐性量子コンピュータが必要で、当面は現実的でない。
一方で「ポスト量子暗号」の標準化がすでに進んでおり、量子コンピュータが普及した時代に向けた備えが始まっている。
ただし暗号は数十年先までの安全性が求められるため、今後の技術革新を見据えた対応は不可欠である。
「量子コンピュータの実現は早くてもあと30年先」？
これは過去30年にわたり繰り返されてきた“常套句”である。
しかし2014年以降、量子ハードウェアは劇的に進歩している。
多くの企業が2030年頃に誤り耐性量子コンピュータの実現を目標に掲げ、応用研究も急速に進展している。
暗号解読レベルにはなお大きな隔たりがあるものの、量子化学計算や材料設計など限定的な応用であれば、10年以内の実用化は十分にあり得る。
むしろ、これまでの10年の進歩を見れば、次の10年が研究者ですら予測困難なスピードで動くことは想像に難くない。
「実用化はまだ30年先」という見方は、もはや楽観的と言わざるを得ない。
（本稿は『教養としての量子コンピュータ』の著者が特別に書き下ろしたものです。）
量子コンピュータは「単なる速い計算機」ではない――著者より
皆さんは「量子」あるいは「量子コンピュータ」という言葉を聞いて、どのようなイメージを持つだろうか。
「何か不思議でよくわからないもの」「小さくて難しそうなもの」といった印象を持つ人もいれば、最近では「ビジネスにつながりそう」と感じている人もいるかもしれない。
量子関係のニュースが出ると乱高下する「量子銘柄」なる企業の株もあるそうだ。
あるいは、残念ながらテレパシーや死後の世界など、精神世界の崇高なキーワードとして「量子」が語られることもある。
なぜ「量子」にはこれほど多種多様なイメージがまとわりつくのだろう。
それは、量子が日常的に見たり触れたりできる「古典的な世界」とは異なる、私たちの直感を超え、想像力を必要とする「概念的な世界」とつながっているからかもしれない。
これが「量子」の持つ不思議な魅力や技術の可能性の根源でもあり、また同時に、そのわかりにくさの理由にもなっている。
量子コンピュータはこれから世界をどう変えるのか?
正直にいうと、私たち研究者にもまだはっきりとはわからない。
それが知りたくて量子コンピュータの研究をしている。
一九五〇年代の科学者たちが、将来コンピュータが人類全体のコミュニケーションや経済の基盤になるとは想像できなかったように、量子コンピュータが何をもたらすかも、これから形づくられていくものだ。
しかし、確かなのは「何かすごいことが起きそうだ」という予感である。
そして、そうした予感を信じて手を動かし続けた人たちが、現代のインターネットや生成AIを作ってきた。
本書では、量子力学誕生から百年にわたる歩みと、そこから生まれた量子コンピュータの全体像、そして未来に向けた応用までを、わかりやすく、かつ読者の好奇心を刺激するような知的な冒険の軌跡として紹介していく。
新刊書籍のご案内
『教養としての量子コンピュータ』藤井啓祐 著
最前線研究者の知見を活かし、量子コンピュータについて余すことなく面白く伝える一冊！
2025年は「量子力学誕生100年」の記念の年だ。
そんな今、量子コンピュータが私たちの日常を変える日は、実はすぐそこまで迫っている。
だからこそ、量子コンピュータについて知ることには大きな意味がある。
単なる専門技術ではなく、これからの世界を理解し、自らの立場でどう関わるかを考えるための「新しい教養」を身につけよう。
橘玲氏（作家）
「私のような門外漢にも、すべてが変わることがよくわかった。楽しみでもあるし、怖くもある」
橋本幸士氏（京都大学教授）
「世界を研究で先導する藤井氏の情熱あふれる本書は、物質情報の世界をゲームを解くように教えてくれる。量子の研究は知的冒険だ！」
