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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。
『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。
そんな量子コンピュータの実現方法は大きく分けて、超伝導量子ビット方式、イオントラップ方式、冷却中性原子方式、半導体量子ビット方式、光方式の5つがある。
今回はその中でも半導体量子ビット方式について抜粋してお届けする。
AI需要で活気づく「とある方式」
半導体量子ビット方式は量子ビットの数では遅れを取るものの、アメリカのインテルが12量子ビットのチップセットを研究者向けに提供するなど活気づいている。
これは、AI需要による現在の半導体業界の好況も相まってのことだ。
半導体分野には既に多くの技術と製造体制が整っているため、技術的なブレイクスルーが起これば、一気に開発が進む可能性がある。
半導体量子ビット方式は、半導体チップのなかに電子を閉じ込め、それを量子ビットとして使っている。
半導体チップのなかには、「量子ドット」という電気でできた溝があり、そこに電子を閉じ込めるのだ。
ほぼ小型の冷蔵庫!?
アイルランドのスタートアップであるイコールワン社（Equal1）は、2025年3月に世界初の半導体量子コンピュータ「BELL-1」を発表した。
超伝導量子コンピュータに比べると比較的高温の0.3ケルビン（それでも宇宙空間より温度が低いマイナス272.85度）で動作するため、小型の冷蔵庫くらいのコンパクトなサイズに収まる。
私も2025年3月のアメリカ物理学会の展示会で実際に「BELL-1」を見てきたが、大規模な冷凍機が必要となる超伝導量子コンピュータと比べてコンパクトな点に驚いた。
まだ6量子ビットだが、今後の大規模化に期待したい。
他にも、イギリスのクオンタム・モーション社（Quantum Motion）、オーストラリアのディラク社（Diraq）、シリコン・クオンタム・コンピューティング社（Silicon Quantum Computing）などのスタートアップも参戦している。
（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。
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！」
