物理系と情報系の学生は量子コンピュータを勉強したらいいと思う理由

量子コンピュータ

学部で物理学を学び,大学院で情報系の研究を行っている大学院生です.

物理系や情報系の人は(何ならそうでない人でも)量子コンピュータについて勉強してみたら?と思っているので,今回は量子コンピュータについて少し話します.

この記事でお話するのは量子コンピュータのざっくりした話ですから,具体的な理論や動作原理については別の記事をご覧ください.

量子コンピュータはSFではない

未だに,量子コンピュータと聞くとSFだとか,遠い未来の話だとか思う人がいます.

しかし,量子コンピュータに関する理論は40年ほど前に提唱され,さらに今では,量子コンピュータは実際に計算機として使われています.

つまり,量子コンピュータはSFではなく,発展途上ではありますが,実際に存在するものなのです.

特に最近では,量子コンピュータを使って計算した結果を用いて社会に役立てる例が出てきており,もう「未来のもの」として量子コンピュータを眺めているわけにはいかないのです.

ここ数年間で,機械学習,人工知能が注目されました.

機械学習を,10年前から勉強しておけばよかったと思いませんか?そうすれば,他の人よりもリードできたはずです.

それと同じことで,量子コンピュータも今のうちから勉強したら,将来的に優位に立てるかもしれません.

量子コンピュータは学術界では非常に注目されていますが,まだまだ世間への認知度は低いので,今のうちに勉強するのが最高のタイミングです.

量子コンピュータが人工知能ほど注目されるかは分かりませんが,量子コンピュータが社会に必要な一角を担うことは間違いなさそうです.

少しでも興味があるひとは,ちょっとだけでも勉強してみませんか??

量子コンピュータとは?

量子コンピュータとは,量子の性質を利用したコンピュータです.

通常のコンピュータ(いま我々が使っているコンピュータ)は,根本的には0と1という値を最小単位としてすべての計算を行っています.

これに対して,量子コンピュータでは,0と1の値の「重ね合わせ状態」を最小単位として,計算を行います.

これにより,特定の計算においては,通常のコンピュータよりも圧倒的に速い計算ができるとされています.

これから分かるように,量子コンピュータを理解するには,「量子力学」という物理学の理解が必要不可欠です.

量子コンピュータを勉強したらいいと思う理由

量子コンピュータが将来的にさらに注目されるのではないかという話をしました.

しかし,僕が量子コンピュータの勉強をおすすめする一番の理由は,他にあります.

それは,『面白いから』です.

先ほど述べたように,量子コンピュータは物理学の分野の一つである,量子力学を用いています.一方で,動かそうとしているものは現代において最も便利な道具,コンピュータです.

量子コンピュータの勉強をするということは,物理学の勉強をすると同時に,情報学の勉強をすることになります.

物理系のひとにとっては量子力学がどう使われているのかという観点ですごく興味深いはずですし,情報系のひとにとっても,既存のコンピュータとは全く違う計算方法という点で,ワクワクできると思います.

量子力学を学ばなければ量子コンピュータの動作原理までは理解できないので,情報系の人は量子力学を一から学ばなければならない可能性がありますが,量子力学を学ぶ良い機会になるので,やはりおすすめします.

量子力学を勉強すると言っても,「状態の重ね合わせ」とか,「エンタングルメント」とか,量子の性質の基本的なところだけ理解しておけば,量子コンピュータに関しては雰囲気はつかめます.

また,量子力学は半導体など,既に色々なところに使われている理論ですから,色々なところで役に立ちます.

量子コンピュータは物理をコンピュータ(情報)として体現したもの

量子コンピュータは,量子力学を使ったコンピュータです.すなわち,物理系の人にとっても情報系の人にとっても,関りがある分野です.

そもそもですが,「物理の根源は実は情報なのではないか」という話もあります.

物質の根本は何か?と聞かれれば,今でも『素粒子』と答える人は多いでしょう.しかし現代の物理学では,物質の根本は『場』であるとされるのが一般的です.

さらに,実は物質の根本は素粒子でも場でもなく,『情報』なのではないかと唱えた物理学者が昔いました.

このことから,一見新しい分野に見える情報学と,現象の根本を記述する物理学は,どこかでつながっていることが分かります.

量子コンピュータは,情報と物理が融合した非常に分かりやすい例の一つだと思います.

情報と物理の関りについて興味があるひとは,「マクスウェルの悪魔」や「ブラックホールとエントロピー」について調べてみると面白いと思います.

物理学の根幹を揺るがす思考実験(マクスウェルの悪魔)

量子コンピュータに興味がわいたら,ぜひ勉強してみてください.

面白いし役に立つし,良いことだらけの分野だと思います.

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