量子そろばん。

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|> |> 量子について具体的な事柄が新聞に載っていましたので |> |> 紹介します。 |> コンパクトな良い紹介ですね。 |> |> 　量子の力で超高速通信 |> |> 「離れたところにあるテレビや電話、コンピュータなどに |> |> 画像や音声、データを伝えるのが情報通信だ。 |> |> 　現在の方式は、電波や光など媒体の強さ（振幅）や周波 |> |> 数、波の山や谷の位置（位相）などを変化させて情報を盛 |> |> 込んでいる。水面の波をイメージすればわかりやすい。 |> |> 　しかし、デジタルデータで使うのは「１」と「０」の信 |> |> 号だけ。大量の水を使って波で伝えるよりも、水の粒子 |> |> （分子）一個一個を使っても出来そうだ。これを光や原子 |> |> に当てはめたのが「量子通信技術」で、この場合の粒子に |> |> あたるものが「量子」と呼ばれるものだ。 |> ちょっとズレますが携帯電話の中で |> こうした技術は応用されはじめていると |> 聞いたことがあります。 |> 限界以上に小さい部品群は、必然的に |> 量子効果を使わざるを得ず、そして |> そのおかげて、性能が良いものが作れるというお話。 |> |> |> 　量子は、通常の粒子と違い、�@観測による影響�A量子の |> |> もつれ合い�B状態の重ね合わせ―――という３つの特徴を |> |> 持っている。 |> |> 「観測による影響」とは量子が現在どのような状態か、観 |> |> 察する作業によって、量子の状態を変えてしまうことだ。 |> |> 「現在の通信では、大量の情報を送っているので、第三者 |> |> がのぞき見をしてもわからないが、量子通信はのぞき見し |> |> たとたんに情報内容が変化し、のぞき見が発覚してしまう。 |> |> これを暗号鍵の送信に使えば、安全な通信が実現できる」 |> |> と、報告をまとめた「量子力学的効果の情報通信技術への |> |> 適用とその将来展望に関する研究会」の座長の榊裕之・東 |> |> 京大教授は説明する。 |> |> 　のぞき見がわかった鍵は破棄し、再度新たな暗号を使っ |> |> てそれを使うのだ。 |> |> 　 |> |> 　また、２つの量子がある時、一方の状態が決まるともう |> |> 一方の状態も自動的に決定されるというものが「量子のも |> |> つれ合い」現象だ。あたかも２つの量子がテレパシーで連 |> |> 絡を取り合っているかのようだが、もつれ合いの関係にあ |> |> る量子を離れた場所に置き、一方を操作すれば、瞬時にそ |> |> の情報が他方にも伝わる仕組み。電源などの通信線を引く |> |> ことなく、どんな大容量でも瞬時に伝達できるのが特徴だ。 |> |> 　そして量子を利用した高速計算の基本原理になるのが、 |> |> 「状態の重ね合わせ」理論だ。量子は、１か０かという |> |> “玉が１個、一けたのそろばん”ではなく、複数のけた |> |> （状態）を持つそろばんにもなる。けた数がｎ個あれば、 |> |> １個の量子で２のｎ乗個の状態を表すことが出来るわけだ。 |> |> 現在の方法は、それを一けたずつ順に計算するが、量子コ |> |> ンピュータは、それを一回で計算してしまう。「今のスー |> |> パーコンピュータで１００年かかる計算を、秒単位でこな |> |> すことも可能になる」と、ＮＥＣ基礎研究所の中村和夫研 |> |> 究部長は話す。 |> |> 　まるでＳＦ小説さながらの世界に見えるが、本当に実現 |> |> するのだろうか。量子暗号鍵については、英やスイス、 |> |> 米国で基礎的な実験がすでに行われ、成功しているという。 |> |> だが、量子通信、量子コンピュータについてはまだ理論的 |> |> に可能だとわかっているに過ぎない。量子という、光や原 |> |> 子などの非常に微弱な状態を間違いなく伝えたり、検出し |> |> て計算に取り組むための道具作りが非常に難しいためで、 |> |> 報告では早くとも２０〜３０年はかかると見ている。 |> |> 　それでも、国家が手厚く支援する欧米に比べ、日本では |> |> 企業や研究所が細々と取り組んでいる状況。研究者の間で |> |> も「このままでは大きな遅れを取ってしまう」との危ぐ感 |> |> は強く、国の強力なリーダーシップが求められている。」 |> |> 　２０００年７月１３日　読売新聞（夕刊）より |> |> 　 |> |> 　 |> 量子状態のもつれあいを利用した |> 光速度を超えた情報通信は |> 実験では確認されていません。 |> 私見ですが、不可能でしょう。 |> 相対論からの帰結ではなく |> 量子状態のもつれあいの意味を |> 正しく理解すればすむ話だと |> 思われてなりません。 |> この方面にテレパシーの原理を探すことは |> 私はあきらめています。 |> なお、量子暗号は、きわめて応用力があり |> おそらく近い将来実用化されることでしょう。 |> 基礎実験も成功しています。 |> 量子コンピュータ。 |> ひとかたまりの量子が、 |> 自分を「オン」だと表現しているとします。 |> そして、法則の帰結によって |> 同じその量子が自分を「オフ」であると |> 表現している世界も、平行してありうる。 |> 異なる世界にいる二つの（実は一つの） |> 量子が、互いにその計算表現を交換しうると |> する。 |> じつは、一瞬一瞬、すべての量子は |> 異なる表現形態を持つ同質な宇宙に |> 無限にえだわかれしていく。。。 |> 最終的には、量子は無限に重なる |> 自分自身となっていく。 |> これがヒューエベレットの |> 量子力学の世界観。 |> わりあいと |> 物理やさんの学会では |> 支持されている方も多いです。 |> 原理的には |> わずか１ビットの素子で、 |> ＤＮＡの情報規模の数値計算表現も可能。 |> というのが、量子コンピュータの夢です。 |> 私にはとうてい受け入れガタイです。 |> 簡単に話しをすませようと努力してみましょう。 |> そろばんを考えるといいかな？ |> ２３＋４５を |> 計算するときにそろばんではどうするでしょう？ |> １０の桁で「２＋４」の計算を行って |> １の桁で「３＋５」の計算をおこないますね。 |> もしくは、こうでもいい。 |> １の桁で、２ステップの計算を行うのです。 |> １ステップめ |> 「２＋４」 |> ２ステップめ |> 「３＋５」 |> ふたつのステップで計算終了。 |> コンピュータの世界では |> このように、計算素子を多くとるか |> または、いっぱい時間をかけるかの |> どちらかの方法で、または組み合わせて |> 計算量の多い問題を解決しています。 |> （メモリをいっぱいつんだＰＣか |> クロック性能にすぐれたＣＰＵを使うか |> してです。空間的計算量、時間的計算量という |> 述語も、計算機科学では使われました） |> 話はもとにもどります。 |> そろばんでは、桁数を多くつかうか |> 桁数は少なくてよいから |> いっぱいステップを使うか、、です。 |> 量子コンピュータの提唱では、、 |> １ステップ、１桁で |> 「２３」＋「４５」の計算を完了するのです。 |> 信じられますか？ |> お金をかけて大勢の学者が実験してるなんて、 |> 信じられないですが、実験は、欧米では |> ものすごくおこなわれているらしい。 |> 日経サイエンスという雑誌でも多くとりあげられている（−−） |> 量子そろばん。 |> あなたが、そろばんの前で |> 「２３」＋「４５」の計算を |> しようと決意したとします。 |> １０の位を１の位のどちらを |> けいさんしようか迷ったとします。 |> 決意して |> あなたは１０の位を計算しました。。 |> 「２＋４」 |> |> さて、あなたが、 |> １０の位と１の位のどちらを計算するか |> 迷ったおかげで |> 宇宙は二つの平行宇宙に分裂していたのです。 |> もうひとつの宇宙では |> あなたは |> １の位の計算をしようと決断したのです。 |> 「３＋５」 |> 量子そろばんには優れた性能があります。 |> １０の位を計算しおえたあなたは |> 量子そろばんの表示板で |> もうひとつの宇宙において |> あなたが計算した |> １の位の |> 計算結果を参照できるのです。 |> あなたは１ステップで |> ２３＋４５の計算を |> しおわりました。 |> もっとすぐれた量子そろばんは |> ちょっとお高いですが |> 量子コンピュータとして |> ショップに売られています。 |> いいでしょうか、皆様。 |> 私の空想ではありませんよ。 |> こんなことを考えている |> 科学者がしこたまいるんです。 |> もしも、彼らの実験が成功して |> 実用化レベルに達したとしたならば |> 私は |> 今までに築きあげてきた |> すべての宇宙観をいったん廃棄しなくては |> ならなくなるでしょう。 |> こわくもあり |> 楽しみでもあります。 |> 彼らが失敗すれば |> 失敗するであろうという |> 私の直感を私はほこってもよいし。 |> 彼らが成功すれば |> 私は古い考えを振り捨てて |> 新しい学習を始めることができます。 |> それにしても |> 学者は、ときとして |> とんでもないことをしでかすものですね。