第4回ITeLT

1. 量子コンピュータとその未来について
2017/06/28
商船三井システムズ株式会社
松村 悠太

2. アジェンダ
1. 量子コンピュータとは
2. 量子コンピュータの仕組み
3. 量子コンピュータへ期待されること
4. まとめ

3. 1.量子コンピュータとは
■量子コンピュータ
・ミクロな世界の性質である重ね合わせを用いたコンピュータ
⇒簡単に言うとものすごい処理速度を持ったコンピュータ
・従来のコンピュータで1000万年かかる計算が、量子コンピュータではほ
んの数十秒で出来てしまう。
・世間一般への実用化/製品化には至っていないが、2011年にカナダ
の会社がアメリカの航空宇宙開発企業に量子コンピュータを販売してい
る。

4. 2.量子コンピュータの仕組み
~現在のコンピュータとの比較~
現在のコンピュータ
・1ビット
⇒1つのビットで「0」 or 「1」のどちらかの値を
表現する。
量子コンピュータ
・1量子ビット
⇒1つのビットで「0」と「1」の両方を同時に
表現できる。（重ね合わせ状態）
1 00 1
110 0
0 11 0
Ex)4ビットの場合
1度の入力で各ビットに0又は1が入る
⇒2^4 = 16（通り）のパターンがあり、
全てのパターンを実現するためには16回
の入力が必要
Ex)4ビットの場合
1度の入力で各ビットに0または1が同時に
入っている状態（＝重ね合わせ）
⇒同様に2^4 = 16（通り）のパターンが
あり、1回の入力で全てのパターンが実現さ
れる。
0 1
0
1
1
0

5. 2.量子コンピュータの仕組み
~重ね合わせの原理について~
■量子コンピュータは、ミクロな世界の性質でもある重ね合わせを用いている。
■重ね合わせとは、ある2つの状態が同時に存在することを言う。
Ex)
・1つのビットで「0」と「1」両方の状態が存在する。
・光は「粒子性」と「波動性」の性質を持つ。
⇒我々の直観では到底理解できないような性質がミクロな世界には存在する。

6. 2.量子コンピュータの仕組み
～目に見えないミクロな世界の性質を覗く～
A B
A B
Ball
E
■巨視的な世界
■微視的な世界
ボールは必ずA地点かB地点のどちらかに存在することは、観測せずとも確定している。
A地点にボールがある状態を「0」
B地点にボールがある状態を「1」
⇒つまり、「0」か「1」のどちらかの値しかとれない。
観測するまでは、電子はA地点にある状態とB地点にある状態が重なり合って存在している。
⇒つまり、「0」と「1」の状態が同時に存在している。（重なり合った状態）
E

7. 3.量子コンピュータへ期待されること
■科学技術の発展
従来のスーパーコンピュータで何百年とかかる複雑な計算が、量子コンピュータが実現するこ
とで、ほんの数秒で処理することができる
⇒コンピュータを用いて計算を行う自然科学（物理）や気象の分野で応用されることが期
待される。
■「組み合わせ最適化問題」の高速化
①物流の効率化
②投資のポートフォリオの最適化

8. 4.まとめ
・量子コンピュータとは、重ね合わせの原理を用いて計算を行うコンピュータである。
（世間一般への実用化には至っていない。）
・「重ね合わせの原理」は、ある状態が同時に存在していることである。ミクロな世界に起こ
る特異な性質であり、直観的には理解し難い。
・最大の特徴は、現在のコンピュータに比べて処理速度（計算速度）が速いことである。
・量子コンピュータへ期待されることは、処理速度を活かし科学分野や「組み合せ最適化
問題」に代表される商業分野への活用である。

9. Reference
■未来への質問状
http://info.linkclub.or.jp/nl/2003_06/special.html
■ドクリツ！
http://www.dogenzakagakuto.com/entry/2017/01/25/2134
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