今週水曜日、23日にNature誌に掲載された記事の中で、 研究者らは、 を達成した最初のコンピューターを開発したことを明らかにした。
実際、Google が開発した Sycamore と呼ばれるチップは、世界で最も先進的な古典的なスーパーコンピューターが完了するまでに 1 万年かかる計算を 200 秒で実行しました。研究結果は『Nature』誌150周年記念号に詳しく掲載されており、科学界に公開されている。
量子超越性の達成は、Google の研究者と科学コミュニティによる長年の研究の成果です。 Google は長年、量子コンピューティングの開発に投資してきました。これは、今後数年間で多くの計算が古典的なコンピュータで実行することがより困難になるためです。
分子プロセスのシミュレーションは、量子コンピューティングの進歩から恩恵を受ける研究の種類の 1 つです。これらの機械は、とりわけ、電気自動車用のより優れたバッテリー、環境への害が少ない肥料、新薬の開発を可能にするのに役立ちます。
Google の量子コンピューターを理解するための 5 つの興味深い事実:
1 – 量子コンピューティングとは何ですか?
これは、分子、原子、電子、その他の素粒子の挙動を研究する物理学の分野である量子力学の原理をコンピューターサイエンスに適用して大量の情報を処理し、複雑な問題や計算を可能にするタイプのコンピューティングです。速やかに解決されること。
2 – ビットから量子ビットへ
量子コンピューティングについて話すときに最初に理解しなければならないのは、「量子ビット」という用語です。古典的なコンピューティングでは、あらゆる情報がビットの形式で保存または処理され、0 または 1 で表すことができます。
量子コンピューティングでは、いわゆる量子ビットは、重ね合わせと呼ばれる現象で、0 と 1 の間の無数の状態を取ることができます。したがって、量子プロセッサは、従来のプロセッサよりも大幅に高速に計算を実行できる可能性があります。
3 – 国家の二重性への別れ
量子力学の原理に従って、量子ビットはさまざまな状態をとることができます。重ね合わせでは、粒子は同時に異なる状態になることができます (つまり、同時に 0 と 1 を表すことができます)。
重ね合わせは、複数の計算を同時に実行できるため、複雑な計算を短時間で実行できる可能性があり便利です。あまり一般的ではありませんが、もつれでは、分離した粒子が相関し、他の粒子と相互作用するときに同じ状態になることがあります。
4 – モジュール、ゲート、トランジスタ間
コンピューターチップはさまざまな要素で構成されています。 1 つ目はモジュールで、トランジスタで構成される論理ゲートが含まれています。トランジスタはコンピュータでデータを処理する最も簡単な方法であり、情報の流れを制御するスイッチのように機能します。
古典的なコンピューターでは、情報はビット単位で送信され、一定の流れによってマシンは計算を実行し、問題を解決できます。量子コンピューティングでは、コンピューターが量子ビットを作成し、それらを量子ゲートを介して接続し、確率を操作することで、0 と 1 のシーケンスを重ね合わせ、さまざまな計算を同時に実行できるようにします。
5 – 技術者の枠を超えて
量子技術の応用は非常に価値のあるものになる可能性があります。恩恵を受ける可能性のある分野の中には化学があり、これらのコンピューターを使用してより複雑な分子モデルやシミュレーションを開発し、ひいては新薬の発見につながる可能性があります。
しかしさらに、これらのテクノロジーを金融サービスなどの他の分野でも使用できるようになります。コンピューターを使用して大量のデータを操作し、新製品を作成したり、リスクやセキュリティの分析を実行したりできるようになります。
もう一歩
これが量子コンピューティングの世界を探求する新たなステップであることを認識している Google は、これらのプロセッサを共同研究者や学術研究者だけでなく、現在の NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) プロセッサ用のアルゴリズムの開発やアプリケーションの作成に関心のある企業にも提供する予定です。 ）。
同時に同社は、今後数年間で量子コンピュータの改良と安定化を目指し、設備や技術への継続的な投資にも取り組んでいくとしている。
「量子コンピューティングは、古典的なコンピューティングだけでは不可能だった方法で、多くの実用的なアプリケーションを実現し、世界を改善する機会を私たちに与えてくれます。」と Google の CEO、サンダー ピチャイは述べています。 「しかし、それによって宇宙をより深く理解できるようになります。」
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