インスブルックの物理学者ライナー・ブラット氏は、「物理的に量子コンピューターを妨げるものは何もない」と述べ、将来的には量子物理学が従来のコンピューターでは解決できないタスクを解決するために使用されるだろうと確信している。この技術はまだ存在していませんが、「その道筋は見えています。」土曜日のアルプバッハ技術講演会は、この「第二の量子革命」に特化します。
経済にとって重要
量子論は現在 100 年以上の歴史があります。レーザー、イメージング プロセス、半導体技術などの多くの開発は、マックス プランク、ニールス ボーア、ヴェルナー ハイゼンベルク、エルヴィン シュレーディンガーなどの物理学者によって発見された量子物理原理に基づいています。そして、それらは経済的にも非常に重要です。「現在、先進国の国民総生産の 35 パーセントは、量子力学的手段を使用して生成されています」と、インスブルック大学教授で量子光学研究所の所長の 1 人であるブラット氏は述べています。科学アカデミー (ÖAW) の量子情報 (IQOQI) は APA と協議中です。
しかし、量子物理学の 1 つの原理であるもつれを中心に、開発は絶えず進歩しています。シュレーディンガーはこの現象を量子力学の特徴的な性質として説明し、アルバート・アインシュタインはそれを「遠隔での不気味な作用」と呼びました。絡み合った 2 つの粒子は、魔法のように距離が離れても互いに接続されたままであるため、一方の粒子を操作すると、すぐにもう一方の粒子に影響を与えます。
簡易量子コンピュータはすでに実現されている
もつれは、「第 2 の量子革命」として要約されるさまざまなテクノロジーの基礎を形成します。盗聴防止で高速なネットワークを約束する量子通信は、すでにかなり進歩しています。中国は昨年、初の量子通信衛星を宇宙に打ち上げた。このような探査機は、将来の量子インターネットにおいて中継局として機能することになる。
ブラット氏は、次のステップは量子測定技術によるセンサーの改良であると予想している。「適切な量子手法を使えば、磁場、力、加速度などの考えられるすべての変数を、複雑なシステムを研究するための量子シミュレーターで以前よりもはるかに高感度に測定できるようになります。」もはや自己完結型ではなく、すでに十分に開発されており、古典的なコンピューターで計算できます。近年、現在利用可能な簡易なシミュレータでも非常に複雑な現象を計算できる論文が数多く発表されています。
そしてこの開発の最後に、ブラット氏は量子コンピューターを目にしますが、これもすでに単純な形で実装されています。情報の最小単位は、正確に 2 つの状態 (はい/いいえまたは 0/1) を知るビットではなく、量子ビット (量子ビット) です。これは、異なる浮動状態、または 2 つの可能性間の「重ね合わせ」を想定できます。これにより、特定の問題を従来のコンピューターよりもはるかに迅速に解決できるようになります。
開発にはまだ時間がかかる可能性があります
これらの進歩の多くは科学にとってそれほど目覚ましいものではないとしても、近年、大きな進歩が見られました。 「でも、走る前に歩くことを学ばなければなりません」とブラットは言う。
大規模な量子コンピューターが実際にいつ実現するかは不明です。 「5年か10年、もしかしたら20年かかるかもしれない。必ず存在するでしょうが、どのようなものになるかはわかりません。」
ブラット氏は、インスブルックで長年にわたって成功裏に使用されてきたイオントラップと、超伝導回路が量子コンピューターの 2 つの最も有望な技術であると考えています。 「私たちは現在、両方のコンセプトを備えた真空管コンピューターのレベルにいますが、比喩的に言えば、トランジスタ技術、集積回路などの次のステップがまだ必要です。それにはしばらく時間がかかります。」
資金が少なすぎる
米国と日本では、この開発は主に産業界で行われることになります。専門企業に加えて、あらゆる半導体企業がこの取り組みに取り組んでいます。 「欧州では少し偏っているだけだ。それが我々の大きな問題だ」とブラット氏は語った。
そのため同氏は、EUが計画している量子技術に関する主力プロジェクトは「十分ではないにしても、非常に良い取り組み」だと考えている。このプロジェクトに 10 年間で計画されている 10 億ユーロという金額は、かなり高額に思えます。実際には、加盟国自身がその半分を調達する必要がある。 「非常に多くの異なる技術や科学者が関与しているため、これは大海の一滴に過ぎません」と、このプロジェクトのハイレベル運営委員会のメンバーであるブラット氏は述べた。
とはいえ、この取り組みは大歓迎です。 「結局のところ、我々には欧州のネットワークと取り組みが必要だ。なぜなら、米国のようにこうしたことを推進する軍産複合体がないからだ。」