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量子超越性: 量子速度で問題を解決できるコンピューティングソリューション

米国と中国はどちらも、量子超越性を達成し、それに伴う地政学的、技術的、軍事的優位性を獲得するために、異なるアプローチを取っています。

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クォンタムラン・フォーサイト
2022 年 3 月 20 日

洞察の要約

0 と 1 の両方として同時に存在できる量子ビットを使用する量子コンピューティングは、古典的なコンピューターをはるかに超える速度で計算問題を解決する扉を開きます。このテクノロジーは、複雑な予測、暗号コードの解読、さらには生物学的相互作用の複製を可能にすることで、業界を変革する可能性を秘めています。量子超越性の追求は、ボソンサンプリングの大幅な進歩など、目覚ましい進歩をもたらしましたが、互換性の問題、セキュリティ上の懸念、地政学的な考慮事項などの課題も引き起こしています。

量子超越性のコンテキスト

量子コンピューターの機械語は、0 と 1 の両方として同時に存在する量子ビットを利用してすべての可能なパスを探索し、特定の種類の計算問題を従来のコンピューターよりもはるかに速く解決できる可能性があります。後者のアプローチの背後にある概念は、量子コンピューティングとして知られています。量子優位性、または量子優位性とも呼ばれる量子超越性は、古典的なコンピューターでは解決できない問題を解決できるプログラム可能な量子コンピューターを構築することを目的とした量子コンピューティング分野の目標です。古典的なコンピューターがビットを使用するのに対し、量子コンピューターは情報の基本単位として量子ビットを使用します。

重ね合わせの原理により、XNUMX つの量子ビットが XNUMX つの異なる位置に同時に存在できます。量子アルゴリズムは、量子もつれと呼ばれる概念を利用して量子ビットを完全に相関させ、量子コンピューターがその優位性を実証できるようにします。これらのコンピュータは、暗号コードを解読したり、生物学的および化学的相互作用を複製したり、幅広い業界アプリケーションにわたって非常に複雑な予測や予算作成機能を実行したりできる可能性があります。

量子超越性は目覚ましい進歩を遂げており、最新の進歩の 2022 つは Xanadu によってもたらされました。 125年219月、カナダの量子技術企業ザナドゥは、光ファイバーのループと多重化を使用して216のスクイーズドモードから平均50から最大XNUMX個の光子を検出するというボソンサンプリングの大幅な進歩を報告し、以前の実験よりもXNUMX万倍高速化したと主張した。 Googleのものも含めて。この成果は、さまざまな組織がテクノロジーの限界を押し広げ、量子コンピューティングの動的かつ急速に進化する性質を強調しています。

破壊的な影響

テクノロジー大手や国家による量子超越性の追求は、単なる自慢の競争ではありません。それは新しい計算の可能性への道です。量子コンピューターは、古典的なコンピューターでは想像できない速度で複雑な計算を実行できる能力を備えており、さまざまな分野で大きな進歩をもたらす可能性があります。天気予報の強化から創薬の加速まで、潜在的な用途は膨大です。

しかし、量子コンピューティングの発展には課題や懸念も伴います。 Googleの超電導チップの使用や中国のフォトニックプロトタイプなど、量子コンピューティングへのさまざまなアプローチは、標準化された手法がまだ存在しないことを示している。この統一性の欠如により、互換性の問題が発生し、異なるエンティティ間のコラボレーションが妨げられる可能性があります。さらに、量子コンピューターが現在の暗号化方式を解読する可能性があるため、政府や企業が対処する必要がある深刻なセキュリティ上の懸念が生じます。

量子超越性の地政学的な側面も無視できません。この分野における米国と中国のような超大国間の競争は、技術的優位性をめぐる広範な闘争を反映している。この競争によりさらなる投資と研究が促進され、関連産業や教育の成長が促進される可能性があります。しかし、それは国家間に技術的な格差を生み出し、世界的な影響力の緊張や不均衡につながる可能性があるというリスクももたらします。量子技術の開発と展開における協力と倫理的配慮は、その利点が広く責任を持って共有されるようにするための鍵となります。