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、藤井氏にインタビューを実施。量子コンピュータが得意なことと、量子コンピュータが変える未来について聞いた。（取材・構成／小川晶子）
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量子コンピュータが得意なこと
――量子コンピュータは素因数分解が得意で、暗号に関して盾ともなり矛ともなるというお話を伺いましたが、他にはどのようなことが得意なのでしょうか？
藤井啓祐氏（以下、藤井）：量子コンピュータが得意なのは、自然界の現象を正確にシミュレーションするといった、量子力学が関係する複雑な問題です。
むしろ素因数分解が得意なのは驚きで、奇跡的なことなんです。量子がまったく関係のない、数学の世界で記述されるような問題なのになぜか得意だったんですよね。
――面白いですね。本来はそっちじゃないわけですか。
藤井：そうなんですよ。
たとえば身の回りのいろいろなものの性質や化学反応は、ミクロな世界で電子が量子力学的に振る舞うことによって決まっています。これを、0と1のかけ算・足し算しかできない従来のコンピュータでシミュレーションしようとすると、精度を高めるのが難しいのです。スーパーコンピュータをもってしても正確にシミュレーションすることはできていません。
それが量子コンピュータを使って効率よくシミュレーションできるようになれば、いろいろなモノ作りのイノベーションが起こるでしょう。
自然界の現象を理解して、地球規模の課題を解決
――具体的にはどのようなイノベーションが考えられますか？
藤井：いま地球温暖化が進んでいますが、その原因としてCO2の濃度が指摘されています。
CO2を減らすために、CO2を捕まえる機能がある材質を作ることができたらいいですよね。
2025年のノーベル化学賞は、京都大学の北川進特別教授らによる「金属有機構造体（MOF）の開発」に贈られました。
複雑な分子構造にCO2がスポっとはまって捕まえることができると期待されています。こうした、「スポっとはまって捕まえることができる」というのは量子力学的な電子の性質によるものなので、従来のコンピュータではシミュレーションが難しいのです。
現在はトライアンドエラーでモノ作りをしているわけですが、コンピュータ上で試せるようになるとコストと時間が短縮されるはずです。
こういった自然界の現象をシミュレーションして理解する、モノ作りに活かすということは量子コンピュータによって加速するでしょう。地球規模の課題に対する新たな解決策を見出すことができるのではないかと期待されます。
その人に合った薬の処方ができるようになる
藤井：他にも、それぞれの人に合った薬を見つけるのにも活用できます。
薬は体重に合わせて処方されますが、人によって効き方が違いますよね。
たとえば抗がん剤は人によって効く・効かないがあって、それが検査してわかるまで待たなければならないという難しさがあります。
量子力学を使ったテクノロジーは、体の中で起きている反応を好感度にセンシングすることが可能なので、量子コンピュータによるシミュレーションと組み合わせることで、その人に合った薬を処方できるようになるでしょう。もしくは新たな対処法も検討できるかもしれません。
現代は充分に科学技術が発展しており、あらゆることがわかっているように感じますが、実はわかっていないことだらけです。
自然界と同じルールで動くコンピュータができれば、自然界の現象への理解が進み、いろいろな課題の解決策が見出せるようになるのではないでしょうか。
（※この記事は『教養としての量子コンピュータ』を元にした書き下ろしです。）
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
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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。
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」
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！」
