Googleの「量子超越性を実証」発表は、別にそんなにすごくない

GIZMODO / 2019年9月28日 9時0分

ryousi Image: Gizmodo US

実用化までに、半世紀はかかるってことか。

20日、フィナンシャル・タイムズが「Googleがついに量子超越性を実証」という内容の速報を出しました。量子超越性とはつまり、従来型のコンピュータよりも量子コンピュータの性能が上回る、ということ。

その後、世界中のメディアがこれをこぞって取り上げ、あたかも新時代の幕開けのような大ニュースになっていますが、米GizmodoのRyan F. Mandelbaum記者はこれを「驚くことほどのでもないし、たいしたことじゃない。少なくとも、(一般市民である)あなたにとっては」と評しています。以下、Mandelbaum記者の論評を紹介します。

この記事を読んでいただく皆さんにはまず、量子超越性がなんなのか、大まかでかまわないので、ざっくり知っていただきましょう。 通常のコンピュータは、1と0の組み合わせであらゆる事象を表現する、いわゆる「二進法」で成り立っています。一方、量子コンピュータは素粒子である「量子ビット(キュービット、とも)」を演算単位としています。

コンピュータ科学者や物理学者、そしてGoogleなど一部の専門家や企業にとっては関心度の高い量子コンピュータですが、そのほかの大多数の人にとってはまだ身近な問題とは言えず、是非みなさんにはその点を了承していただきたいと思います。今起きていることはすべて、我々がすでに予測したとおりなんです。

1万年かかる計算を量子コンピュータが3分20秒で解いた

フィナンシャル・タイムズが先週報じたのは、NASAのウェブサイトに「Googleが量子超越性の実証に成功」という研究論文の草稿が掲載されたというもの(草稿はその後すぐに削除されました)。私たちもこの論文を読みましたが、その中身は、Googleが今後実現すると公言してきた内容そのものでした。 Googleはこの件に関してコメントを控えており、本来は公開を意図していなかったことは間違いないでしょう。論文の中身を見ると、概要は「従来のコンピュータでは1万年かかる計算を量子コンピュータがわずか3分20秒で解いた」というものです。

≠量子コンピュータがスパコンを超えた

ただ、今回使われた計算は非常に特殊なタスクであり、これを早く処理できたからといって、すべての演算でスーパーコンピュータを超える「最高位」になったとは言えません。研究者らが「量子コンピュータが生得的に処理可能」と考える演算処理を、スーパーコンピュータがシミュレーションする、という形がとられていたのですから。

要するに、Googleは「原始的な量子コンピュータは、スーパーコンピュータよりも、原始的な量子コンピュータっぽい」ということを公表したにすぎません。たしかに、今回の発表は初期のマイルストーンにはなりましたが、だからといってGoogleのデバイスの能力が進化する、と示すものではなかったのです。

量子コンピュータの課題

量子コンピュータは基本的に、皆さんが使い慣れているものとは異なるアーキテクチャーで構築されたコンピュータで、原子より小さな素粒子の働きによって機能しています。そのため、わずかな振動や温度の変化でもエラーが起きるなど、非常にデリケートでとてもコントロールしにくいのが難点。

量子コンピュータの可能性

それでも量子コンピュータには、新たな医薬品開発に役立つ「分子の動きのシミュレーション」や、暗号化の基礎を形成するのに欠かせない「大きな数の因数分解」など、将来的にコンピュータの課題の一部を効率的に解決する可能性を秘めています。ただ、科学者らが知る限り、量子コンピュータでも解消できない課題が多いことも事実。(NP完全問題など)。

Googleの論文は研究者たちによって確認されていくべきもの

今、量子コンピュータには誇大宣伝的な情報が多い中、それが本物であり、確かに有用であることを実証する量子超越性の研究結果は、とても重要です。だからといって、それが現実世界にかかわる問題の解決につながるかどうかは、未知数。これから、科学者たちはGoogleの論文趣旨が実際に有効であるかどうか、長きにわたって論争を続けることになるでしょう。それを確認するには、とても難しい計算が必要になるからです。

誤った見解の例

Googleのニュース以後も、量子コンピュータに関する誇大広告は止むことはなく、大統領候補のアンドリュー・ヤン氏もツイッターで「Googleが量子計算を成功させることには、大きな意味があります。中でも重要なことは、解読できない暗号などないことを証明する点です」と述べています。

しかし、この見解には多くの誤りがあります。「量子計算」は以前から存在しているし、「解読できない暗号はない」なんていうのは、まったくの間違いです。アメリカ国立標準技術研究所(NIST)では、現在使われている暗号化戦略にとって代わる、「量子コンピュータが解読できない新しい暗号」の開発コンテストを実施中で、今のところ研究は順調に進んでいるといいます。

量子コンピュータはまだ実用段階にはない

量子インターネットが一般の人々にとって何を意味するのか、以前の記事でも紹介されていますが、そこで述べられているように、多くの人はその変化に気づくことすらないでしょう。 心配するに値する量子コンピュータはすぐそこまで来ているかもしれませんし、もしかしたら数十年先の未来にしかないのかもしれません。

量子コンピュータは今、従来型コンピュータが1950年代にいたのと、同じ立ち位置にあります。つまり、サイズが大きく、非効率的で、高価で、アプリケーションは限定的というもの。今回の実験に使用されたGoogleのシカモアプロセッサは53キュービット(量子コンピュータの単位で、ビットのようなもの)しかなく、これではいくつかの操作を実行するだけで量子動作ができなくなってしまいます。ちなみに、量子コンピュータが複数のアプリケーションを起動させる場合、本来は数千ないし数百万キュービットが連携して動作することになります。

Googleが達成したと言われる量子超越性は大きな飛躍とは言えず、衝撃的というほどではまったくありません。量子コンピュータの有用性への長い旅路において、より困難なマイルストーンへとまた一歩、あゆみを進めたに過ぎないのです。

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