「量子コンピューターの仕組み」 殆どがクラウド上で動くシミュレーター... 騙されてはいけない。
クリフ・ハイ 2024年6月17日
以下は、量子コンピューターの仕組みに関するAIの説明である。 ほとんどの「量子コンピューター」は、実際にはクラウド上のシミュレーターで実行されているという事実を無視していることに注意してほしい。
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量子コンピュータは量子力学の原理を使って動作し、古典的なコンピュータとは根本的に異なる方法で情報を処理することができる。 ここでは、量子コンピュータの仕組みと、それを利用するために必要な手順を簡単に説明する：
量子コンピューターの仕組み
1. 量子ビット(キュビッツ)：0か1のどちらかになる古典的なビットとは異なり、量子ビットは複数の状態を同時に持つことができる（重ね合わせ）。 これにより、量子コンピュータは一度に膨大な数の可能性を処理することができる。
2. 量子ゲート：量子ゲートは量子ビットを操作するもので、古典コンピューティングで論理ゲートがビットを操作するのと似ている。 これらのゲートは量子回路の構成要素であり、量子ビットの制御と操作を可能にする。
3. エンタングルメント(絡み合い)：量子ビットはもつれ合うことができる。これは量子特有の性質で、あるビットの状態が（距離に関係なく）別のビットの状態に依存することがある。 このもつれによって、量子コンピューターは複雑な計算をより効率的に行うことができる。
4. 測定方法：量子ビットの状態（重ね合わせ）は、測定されるまで決定されない。 一旦測定されると、古典的なビットを観察するのと同じように、基本状態（0か1）のいずれかに崩壊する。 この測定は、量子計算の結果を出力する。
それらはアナログなのか？
量子コンピュータは、厳密にはアナログでもデジタルでもない。 量子ビットを利用し、量子状態（0と1だけではない）で情報をエンコードすることができる。 しかし、その動作には連続的なパラメータが含まれ、アナログ・デバイスに似ているが、計算原理は量子的である。
量子コンピューターの使用手順
1. 量子アルゴリズムの設計：まず、目の前の問題に適した量子アルゴリズムを開発しなければならない。 量子アルゴリズムは、重ね合わせやもつれといった量子の性質を利用するように設計されている。
2. プログラム作成：量子プログラムの作成には、キスキット（IBM）やCirq（グーグル）などの量子プログラミング言語が使われる。 これらの言語は、アルゴリズムに量子回路を設定するのに役立つ。
3. プログラムを実行する：その量子プログラムは量子コンピューター上で実行される。 これは物理的な量子コンピューターかもしれないし、量子コンピューターシミュレーターかもしれない。
4. 測定と解釈：プログラムを実行した後、量子ビットの最終的な状態を測定し、量子状態を古典的な情報に変換する。
プログラミング時間
量子コンピュータのプログラム作成にかかる時間は、問題の複雑さや、プログラマーが量子コンピュータの概念やツールに精通しているかどうかによって大きく異なる。 簡単なデモンストレーション問題であれば、プログラミングにかかる時間は数時間から数日程度である。 しかし、現実世界の特定の問題に対する新しい量子アルゴリズムやアプリケーションの開発には、数ヶ月から数年の研究開発が必要になる。
量子コンピュータは、量子力学、コンピュータ科学、数学の専門知識を必要とする最先端の分野である。 量子コンピュータの開発と利用は、まだ実験的な部分が多く、特定のアプリケーションに限定されている。
プログラムの実行と実行の間に量子コンピュータをクリアまたはリセットするのに必要な時間は、特定の量子コンピューティング・プラットフォームとその基礎技術によって異なる。 しかし、このリセットに要する時間は一般的に非常に短く、マイクロ秒からミリ秒程度であることが多い。 以下は、いくつかの重要な考慮事項である：
量子コンピュータにおけるリセットの種類
1. キュービット初期化：量子プログラムを実行する前に、量子ビットを既知の状態、通常は ∣0⟩|0rangle∣0⟩状態に初期化する必要がある。 このプロセスには、量子ビットを基底状態まで冷却する必要があり、特に超伝導量子ビットのように、量子ビットが絶対零度に近い温度である必要があるシステムではその必要がある。
2. ディコヒーレンス(脱干渉性)時間：量子システムは、環境との相互作用によって量子ビットが量子特性を失うデコヒーレンス(脱干渉性)を起こしやすい。 この側面は、実行間のリセット時間には直接影響しないが、量子ビットが量子状態を維持できる全体的な時間を制限し、間接的に動作サイクルに影響する。
リセット時間に影響する要因
使用される技術： 異なる量子技術（例えば、超伝導量子ビット、トラップドイオン、トポロジカル量子ビット）は、リセットに必要な条件が異なる可能性がある。 例えば、超伝導量子ビットは再冷却が必要かもしれないが、捕捉イオンシステムはイオンの再配置や再初期化が必要かもしれない。
エラー訂正と検証： 量子コンピュータには現在、エラー訂正と検証のステップが必要であり、これが初期化やリセットの時間を増加させる可能性がある。
システムのオーバーヘッド： マシンの再較正や量子ビットの制御の再確立など、ソフトウェアやハードウェアのオーバーヘッドも、実行間隔にかかる時間の一因となる。
平均リセット時間
現在の多くの量子コンピュータ、特にクラウドサービスを介してアクセス可能な量子コンピュータでは、量子ビットの物理的なリセット時間は、異なる量子コンピューティングジョブを実行する間の合計時間の一部でしかありません。この時間の多くは、クラウドプラットフォームのキューシステム、セットアップ、キャリブレーション、その他の準備に費やされます。 量子ビットのリセットや再初期化は比較的速い。
従って、本来のリセット時間は非常に速い（マイクロ秒からミリ秒）が、連続した量子プログラムを実行するための全体的なターンアラウンド・タイム（折り返し時間）は、これらの追加要因のために長くなる可能性がある。
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「量子コンピュータ・ブロックチェーン」の主張は、技術的な知識のない人々が流した出鱈目なものであり、インチキ情報に基づいて証券を販売すれば、規制当局に抵触する可能性があることが容易にお分かりいただけるだろう。
🎙️🐱皆さま、こんにちは。QAJF dariruです。いつも、拡散ありがとうございます。〔DeepL翻訳〕専門分野過ぎ、クリフさんの脳にかなう筈はありませんが、重要そうので拙い翻訳させて頂きました。
参考資料👇
(calibration)キャリブレーション：計測器で行われている校正のこと。「較」(カクではなくコウ)は常用漢字の音訓表にない読みのため、「校正」と表記されることが多いが、校正のことを較正と表現している場合も多い。日本の法令の例を2つ示す。
計量法では「計量器の校正」を規定している。電波法ではTELEC(テレコムエンジニアリングセンター、旧MKK:無線設備検査検定協会)などが指定較正機関になっている。高周波電力計やスペクトラムアナライザなどのRF測定器の較正を担っている(総務省の関東総合通信局は、無線局の登録点検事業者制度を運用していて、各無線局のRF測定器はTELECなどで較正を実施する)。
このように、電波法では「較正」、計量法では「校正」と呼称(表記)している。