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。今回はスーパーコンピュータの躍進について抜粋してお届けする。
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スパコン界隈への刺激
グーグルの量子超越の発表は、スーパーコンピュータ界隈も大きく刺激した。
これまで、古典コンピュータの頂点に君臨してきた最強の王者が、生まれたての量子コンピュータに勝負を挑まれているのである。
これまでの20量子ビット程度の量子コンピュータはノートパソコンでも簡単にシミュレーションできる。
しかし、50量子ビットを超えた規模になるとそうはいかない。
グーグルの発表以降、研究者たちはスーパーコンピュータの性能を試すために、「どれだけ高速に量子コンピュータの動きをシミュレーションできるか」を調べるようになった。
この流れは、シミュレーション技術の発展につながった。
中国の大躍進
スーパーコンピュータというと、これまでアメリカが圧倒的に強かった。
日本も「地球シミュレータ」や「富岳」を筆頭にスーパーコンピュータの開発実績を持っている。
しかし、ここ数年特にスーパーコンピュータの開発に勢いがあるのは中国だ。
2022年のスーパーコンピュータのランキングトップ500には、中国のスーパーコンピュータが173台もランクインしている。
これは、アメリカの127台を超え最多となっている。
スパコンの逆襲
そんななか、2021年に中国・清華大学らのチームが、エクサスケール（1秒間に100京回の計算を行う）級のスパコン「神威・太湖之光（Sunway TaihuLight）」を用いて、グーグルの量子コンピュータを304秒でシミュレーションできると発表した。
量子超越の発表以降、はじめてスーパーコンピュータが量子コンピュータと同等の時間で計算できた結果である。
この中国チームのアプローチは、先述のようにデータをすべて書き出してシミュレーションするのではなく、うまく分割し計算の順序を取り換えて最適化し、それらを4200万コアのプロセッサで並列計算するという物量的なものだ。
まさに、スーパーコンピュータからの逆襲といったところである。
（本稿は『教養としての量子コンピュータ』から一部抜粋・編集したものです。）
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。
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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。
西成活裕氏（東京大学教授）
「最先端の研究開発競争やビジネス現場も垣間見ることができる最高の入門書だ」
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「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！」
