量子コンピュータ方式について

量子コンピュータとは、量子力学の特性を応用して計算をすることができるコンピュータのを言う。そもそも量子とは物質を微細な領域まで拡大し、これ以上拡大できないという領域において最小単位のことを言う。量子力学特性が表れるものは、電子、イオン、光子などいくつも存在する。
　本記事は量子コンピュータを実現するうえで必要とされるもののことを言う。量子コンピュータとは前述したように、電子、イオン、光子など量子力学的特性を示すものはいくつも存在する。そのため、どれを使うかによっていくつか量子コンピュータとしても種類が生まれる。
　量子コンピュータの方式として挙げられるのは
　・超伝導方式
　・光方式
　・イオントラップ方式
　・半導体量子ドット方式
が考案されている。現状最も開発が進んでいるのは超伝導方式で、GoogleやIBM、Rigetti computingなどが有名どころになる。2019年にGoogleが量子超越性を示すことができたという記事が世間を騒がしたがここで使われていたものは超伝導方式である。（後にGoogleが示した量子超越性はスーパーコンピュータでも計算可能ということが示されているため、厳密に量子超越性を達成はしていないっぽい。。）
　超伝導方式は名前にある通り、対象の系を極低温にしてやり、超伝導状態で計算を行う。具体的には超伝導量子ビットはLC回路の系のエネルギーを量子化して最も低い準位とその次に高い準位を用いて量子計算を行う。超伝導方式の利点としてはまず量子ビット間で相互作用を生み出しやすかったり、従来の半導体プロセス技術を使い作製することが可能となるため、開発が進んでいる。しかしながら、量子状態を保つことができる時間は短いことが欠点とされおり、今も回路設計から作製プロセス、材料検討まで様々な検討が進んでいる。
　光方式は光子や光の振幅や位相を利用して量子計算を行う方式である。まず光方式の最大の利点はやはり室温下でも量子状態を長く保つことができることにある。また、今後、量子通信との相性も良く、光量子コンピュータによる計算結果もそのまま量子通信という形で送信できるという点がとても良い部分となる。しかしながら、光方式は計算媒体となる光子が確率的にしか生成することができないという点であったり、光子同士で相互作用することが難しいことから、2量子ゲートなどの実現にてこずっている段階ある。現状はあまり主流とは言えない状態であるが、個人的には光方式が台頭して来るものと思っているので今後は光方式をもっと調べていこうと思う。
　他二つの方式はもう少し調べてから書きます。