Name: 「量子コンピューティング」何段階のレベルで説明｜WIRED.jp (「量子コンピューティング」って何？5段階のレベルで説明 | WIRED.jp)
Uploaded: 2022-11-08T17:40:25.000Z
Duration: 19 min 27 s

Hi, my name's Talia Gershon and I'm a scientist at IBM Research today.

こんにちは、私の名前はタリア・ガーションです。今日はIBMリサーチの科学者です。

I've been challenged to explain a topic with five levels of increasing complexity.

複雑さを増す5つのレベルのトピックを説明することに挑戦したことがあります。

程度の副詞

It's a completely different kind of computing called quantum computing.

それは、量子コンピューティングという全く別のコンピューティングです。

Quantum computers approach solving problems in a fundamentally new way.

量子コンピュータは、根本的に新しい方法で問題解決に取り組みます。

And we hope that by taking this new approach to computation will be able to start exploring some problems that we can never solve any other way.

そして、この新しい計算機へのアプローチによって、他の方法では決して解決できないような問題の探索を始めることができるようになることを期待しています。

Hopefully by the end of today everyone can leave this discussion understanding quantum computing at some level.

今日が終わるころには、誰もが量子コンピューティングをある程度理解した上で、この議論を終えることができるようになることを願っています。

What do you think that is fancy chandelier?

派手なシャンデリアだと思うのですが？

We jokingly call it the chandelier, that's real gold.

冗談でシャンデリアと呼んでいるのですが、あれは本物の金なんですよ。

これ、量子コンピューターなんですよね。

It's a it's a really special kind of computer.

本当に特別なコンピューターなんです。

It calculates things but in a totally different way to how your computer calculates things.

計算するのですが、コンピュータが計算するのとは全く違う方法で計算します。

You know what your computer thinks that is zero.

コンピュータがゼロと思うのは

This really specific combination of zeros and ones, everything that your computer does, showing you pink panther videos on youtube, calculating things, searching the internet.

この0と1の組み合わせは、コンピュータが行うすべてのこと、Youtubeでピンクパンサーのビデオを見せること、計算すること、インターネットを検索することなど、本当に特定のものです。

It does all of that with a really specific combination of zeros and ones which is crazy, right?

ゼロとイチという特殊な組み合わせですべてを行うのですから、おかしな話ですよね。

That would be like saying your computer only understands these quarters for each quarter.

それは、コンピュータが四半期ごとにこの四分の一しか理解できないと言っているようなものです。

You need to tell it that you're gonna use heads tails and you assign it heads or tails.

Heads tailsを使うことを伝えて、headsかtailsを割り当てる必要があります。

So I can switch between heads and tails and I can switch the zeros and ones in my computer so that it represents what I wanted to represent like an A and with quantum computers we have new rules, we get to use to, we can actually spin one of our quarters.

量子コンピュータでは、新しいルールが生まれ、実際に25セント硬貨を回すことができるようになりました。

So it doesn't have to choose just one or the other.

だから、どちらか一方だけを選ぶ必要はないのです。

Can computers help you with your homework?

コンピュータは宿題を手伝ってくれるの？

Yeah, that can, especially if doing your homework involves calculating something or finding, but what if your homework was to discover something totally new?

でも、もし宿題がまったく新しいものを発見することだったらどうでしょう？

A lot of those discovery questions are much harder to solve using the computers we have today.

そのような発見的な問題の多くは、現在のコンピューターでは解決するのが難しいのです。

So the reason we're building these kinds of computers is because we think that maybe one day they're going to do a lot of really important things like help us understand nature better.

私たちがこのようなコンピュータを作っているのは、いつかこのコンピュータが、自然をよりよく理解するために重要なことをたくさんやってくれるようになると考えているからです。

Maybe help us create new medicines to help people.

もしかしたら、人々を助ける新しい薬を作るのに役立つかもしれません。

スマートフォン、タブレット、通常のノートPC？

So what do you do with your iphone social media?

では、iphoneのソーシャルメディアはどうするのか？

Um use it for your studying, Have you ever run out of space on your iphone all the time?

勉強に使ってください、いつも使っているiphoneの容量が足りなくなったことはありませんか？

Me to always when I'm trying to take a photo.

写真を撮ろうとするとき、いつも私に。

So did you know that there are certain kinds of problems that computers sort of run out of space?

では、コンピュータの容量が足りなくなるような問題があることをご存知でしょうか？

Almost like you're trying to solve the problem and just like how you run out of space on your iphone when you're trying to take a picture, if you're trying to solve the problem, you just run out of space And even if you have the world's biggest supercomputer.

ほとんど問題を解決しようとしているようなもので、写真を撮ろうとするとiphoneの容量が足りなくなるのと同じように、問題を解決しようとすると、容量が足りなくなるのです。たとえ世界最大のスーパーコンピュータを持っていてもです。

今でも起こりうることだと知っていましたか？

So my team is working on building new kinds of computers, altogether?

では、私のチームは新しい種類のコンピュータを作ることに取り組んでいるのですね。

Ones that operate by a totally different set of rules.

まったく別のルールで動いているもの。

では、それが何であるか知っていますか？

What have you ever heard of a quantum computer?

量子コンピュータという言葉を聞いたことがありますか？

量子という言葉をご存知でしょうか？

Okay, so quantum mechanics is a branch of science, just like any other branch of science, it's a branch of physics.

なるほど、量子力学は科学の一分野であり、他の科学の一分野と同じように、物理学の一分野なのですね。

It's the study of things that are either really, really small, really, really well isolated and really, really cold.

それは、本当に小さくて、本当によく隔離されていて、本当に冷たいものの研究なのです。

And this particular branch of science is something we're using to totally reimagine how computing works.

そして、この特殊な科学分野を利用して、コンピューティングの仕組みを完全に再構築しようとしているのです。

So we're building totally new kinds of computers based on the laws of quantum mechanics?

量子力学の法則に基づいて、まったく新しい種類のコンピュータを作るということですね。

That's quantum computer is I'm gonna start by telling you about something called superposition.

それが量子コンピュータです。まず、重ね合わせというものについてお話します。

So, I'm gonna explain it using this giant penny, Is that worth 100 pennies?

そこで、この巨大な1円玉を使って説明すると、100円玉の価値があるのか？

I don't know what it's worth, but I can put it face up.

価値はわからないが、顔出しはできる。

Right, And that's heads, I can put it face down.

そうですね、これはヘッドなので、下向きに置くことができます。

So at any given time point in time, if I ask you is my Penny?

だから、どの時点でも、私があなたに尋ねれば、私のペニーは？

たぶん、答えられると思います。

Yeah, Okay, But what if I spin the Penny.

ええ、わかりました、でも、もし私がペニーを回したらどうなるんですか？

Okay, so while it's spinning, is that heads or tails?

では、回転している間、それは表か裏か？

Oh, I wouldn't know it's sort of it's sort of a combination of heads and tails, Right, would you say so.

ああ、それはわからない......頭と尻尾の組み合わせのようなものだ」そうですね、そうでしょうか。

Superposition Is this idea that my penny is not just either heads or tails, It's in this state which is a combination of heads and tails.

重ね合わせとは、私の1円玉は表と裏のどちらか一方だけでなく、表と裏の組み合わせの状態になっているという考え方です。

This quantum property is something that we can have in real, real physical objects in the world.

この量子的な性質は、この世に存在する実際の物理的な物体に持たせることができるものなのです。

その重ね合わせということですね。

And the second thing that we'll talk about is called entanglement.

そして2つ目の話は、「エンタングルメント」と呼ばれるものです。

だから今度は1円玉をあげるよww

When we use the word entangled in everyday language, what do we mean that something is intertwined or exactly that there's two things that are connected in some way and usually we can separate them again.

私たちが日常的に使う「もつれる」という言葉は、何かが絡み合っているという意味なのか、正確には、2つのものが何らかの形でつながっていて、通常は再び分離することができる、という意味なのか。

Your hair is tangled or whatever, you can un entangle it, right?

髪が絡まったりしても、絡みを解くことができますよね？

But in the quantum world when we entangle things, they're really now connected, it's much much harder to separate them again.

しかし、量子の世界では、物事を絡め取ると、それが本当につながってしまい、再び分離することが非常に難しくなります。

So using the same analogy, we spin our pennies and eventually eventually they both stopped, right?

同じように例えると、私たちは小銭を回して、結局最終的にはどちらも止まってしまったわけですよね。

And when they stop, it's either heads or tails.

そして、停止すると、頭か尻尾のどちらかになるのです。

So in my case I got tails and you've got heads, you see how they're totally disconnected from each other, right?

私の場合、私は尻尾で、あなたは頭です。このように、互いにまったく切り離されているのがわかりますか？

Now, if our pennies were entangled and we both spun them together, right?

さて、私たちの1円玉が絡み合って、2人で一緒に回転させたとするでしょ？

When we stop them, if you measured your penny to be ahead, I would measure my penny to be ahead.

止めるときは、1円玉を測って先行させたら、1円玉を測って先行させる。

And if you measured your penny to be a tail and measure my penny to be a tails.

そして、あなたの1円玉を尾っぽと測り、私の1円玉を尾っぽと測った場合。

If we measured it at exactly the same time we would still find that they were both exactly correlated.

もし、まったく同じ時刻に測定しても、両者は正確に相関していることがわかるだろう。

The way that we are able to actually see these quantum properties is by making our quantum chips really, really cold.

このような量子的な性質を実際に見ることができるのは、量子チップを本当に低温にすることで可能になります。

というわけで、これはこれでいいのです。

Actually this is called a dilution refrigerator and it's a refrigerator.

実はこれ、希釈式冷凍機と呼ばれるもので、冷蔵庫なんです。

It does you look like a normal refrigerator, right?

普通の冷蔵庫に見えますよね？

But it's something that we use actually there's usually a case around it to cool our quantum chips down cold enough that we can create super positions and we can entangle cubits and the information isn't lost to the environment.

しかし、量子チップを十分に冷却して、超位置を作り出し、キュービットをエンタングルして、情報を環境に流出させないようにするために、通常はケースに入れて使います。

Like what could those chips to be used to do?

そのチップを何に使うかとか。

So one of the things that we're trying to use quantum computers to do is simulating chemical bonding.

そこで、量子コンピュータを使ってやろうとしていることのひとつに、化学結合のシミュレーションがあります。

Use a quantum system to model a quantum system.

量子系を使って、量子系をモデル化する。

Yeah, I mean I'm definitely gonna impress all my friends when I tell them about this, they're gonna be like quantum.

このことを友達に話したら、量子力学みたいな印象を持たれるに違いない。

So what do you think that thing is is it some sort of conductor circuit that is a really good guess.

あれは何だと思いますか？導体回路のようなものでしょうか？

There's parts of that that are definitely about conducting, this is the inside of a quantum computer.

その中には、これは量子コンピュータの内部なんだ、という導線に関する部分が確かにあります。

Yeah this whole infrastructure is all about creating levels that get progressively colder as you go from top to bottom down to the quantum chip which is how we actually control the state of the Cupids.

このインフラは、キューピッドの状態をコントロールするための量子チップに至るまで、上から下へ行くほど温度が低くなるように作られているんだ。

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