量子コンピュータについて教えてください。

1,量子コンピュータが実用化されると、どんなことができるようになりますか。
  Aができる。Bができるかもしれない…のように簡単な箇条書きの説明でけっこうです。
2,量子コンピュータ実用化まで10段階のステップがあるとして、現段階ではどれくらい研究が進んでいますか。
3,一般人が量子コンピュータを購入できるのはいつごろになりそうですか。
4,現在世界最高のスーパーコンピュータの何倍くらいの性能になりそうですか。
5,量子コンピュータが実用化された時、人工知能は人間の頭脳の何倍くらいの性能が発揮できそうですか

以上5つの質問のうち、一部の回答でもけっこうです。回答お待ちしております。

回答の条件
  • 1人2回まで
  • 登録:2007/09/28 16:58:23
  • 終了:2007/10/03 09:51:18

回答(5件)

id:retorin No.1

retorin回答回数307ベストアンサー獲得回数92007/09/28 17:54:34

ポイント20pt

1,量子コンピュータが実用化されると、どんなことができるようになりますか。

 出来ることは現在のコンピュータとなんら変わりありません。とにかく性能が格段に飛躍します。

 

2,量子コンピュータ実用化まで10段階のステップがあるとして、現段階ではどれくらい研究が進んでいますか。

 ハード面では超並列計算をできるコンピュータの開発、ソフト面ではアルゴリズム(ソフトフェア)の開発が進められており、どちらもアイディア段階なので2/10くらい。

  

3,一般人が量子コンピュータを購入できるのはいつごろになりそうですか。

 現在の科学発達速度を考えても最低100年ぐらいはかかると思います。

  

4,現在世界最高のスーパーコンピュータの何倍くらいの性能になりそうですか。

 現在のスパコンの数憶倍にはなるといわれています。

  

5,量子コンピュータが実用化された時、人工知能は人間の頭脳の何倍くらいの性能が発揮できそうですか

 単純計算だけなら天文学的数字になります。

  

http://journal.mycom.co.jp/news/2003/01/01/05.html

id:kenpo43

回答ありがとうございました。

コメントは最後にまとめます。

2007/09/28 18:57:14
id:ita No.2

ita回答回数204ベストアンサー獲得回数482007/09/28 18:38:18

ポイント20pt

まずはそもそもの概要。ぜひこの説明を御覧ください

http://d.hatena.ne.jp/keyword/%CE%CC%BB%D2%A5%B3%A5%F3%A5%D4%A5%...

1. 量子コンピュータが実用化されると、どんなことができるようになりますか。

ハード的には小型化、高速化。現在のように2年でCPUが倍速くなる、というペースは将来限界が来ると思われてますが、その限界が延びます。

しかしもっと大きいのはソフト面。量子コンピュータ独自の方法で暗号解読が飛躍的に速くなり、現在ネットで一般的に使われている暗号が安全でなくなる可能性があります。

2.量子コンピュータ実用化まで10段階のステップがあるとして、現段階ではどれくらい研究が進んでいますか。

いまのPCを10とすると、「子供の科学」の付録程度、てとこでしょうか。一桁の足し算ができるくらい。

3. 一般人が量子コンピュータを購入できるのはいつごろになりそうですか。

一般の需要はないと思います。暗号解読とかだから。100年後?

4. 現在世界最高のスーパーコンピュータの何倍くらいの性能になりそうですか。

小型化による高速化がたぶん10-100倍程度。

暗号解読などに限定すれば、原理的にはほぼ無限倍。

5 量子コンピュータが実用化された時、人工知能は人間の頭脳の何倍くらいの性能が発揮できそうですか

量子コンピュータが実用化されても、人工知能の研究が進んで人間のように考える機械を作らないと無理です。単純計算ならいまのPCでも人間とは比較にならないくらい速いし。

id:eft No.3

eft回答回数10ベストアンサー獲得回数02007/09/28 19:30:20

ポイント20pt

量子コンピュータ[図解雑学]

量子コンピュータ[図解雑学]

  • 作者: 西野 哲朗
  • 出版社/メーカー: ナツメ社
  • メディア: 単行本(ソフトカバー)

私はこれを読んだだけなので正直理解できているか自信はがありません。

(薄い本だから自分で読んだ方が良いと思う)

・解読不可能な暗号化技術が可能。

・NP困難が解けるかもしれない。(巡回セールスマン問題、数独など)

・実用化といっても現在のようなPCのような形態にはならないかもしれない。

これは量子コンピュータで出来る事というのは一般の人が利用する上で必要技術といえば暗号化技術くらいなので

わざわざ普通の事(インターネット、文書作成、動画編集)をやるのには用いない。(既存のPCで十分)

よってネットを介して問題を送信して解を受信するという形態になるかもしれない。

・そもそも量子コンピュータがどのような大きさになることかは分かっていない。

1qubitを表現する方法を現在模索している段階

前述したような理由(用途の限定)があるため現在のように小型化する方向性に向かない可能性がある。(別に1カ所あれば済むのであればビル1棟くらいの大きさがあっても一般の人は困らない)

・量子コンピュータの実用化はいつになるか分からない。現在頭打ちの状態であり、革新的な何かが開発されなければ進歩しないような状態。つまり、もしかしたら10年で実用化されるかもしれないし、100年経っても今とほとんど変わらない可能性もある。

現在のPCやインターネットの普及と同じできっかけが出来れば爆発的に進歩する。


最後に繰り返しますが私は1冊本を読んだだけでしかも読んでから1ヶ月くらい経っているので

内容に自信がありません。自分で読んでみることをオススメします。

ただ本を読んだ感想は自分の想像しているPCではないんだなという印象です。まさに電算機。

別の言い方をするとPCが小型化したりとか家で使うPCの高性能化と言った方向には進まないという印象です。

id:hotsuki No.4

hotsuki回答回数41ベストアンサー獲得回数12007/09/28 21:43:21

ポイント20pt

量子コンピュータは、どんな計算でも速くなる、という訳ではありません。

古典コンピュータに比べて早く計算できる問題、という問題は限られています。

例えば離散対数問題など、その問題を解く効率的な「量子アルゴリズム」が発見されている問題がそれに当てはまります。


1 大きな桁数の素因数分解が、実用的な時間で可能になる。

Excel のグラフ描画が早くなる、ということは(多分)ない。

2 印象では3段階目くらい?

3 早くて30年後くらい?

4 ケースバイケース

http://www.nec.co.jp/rd/innovative/E3/01.html

5 人工知能に応用できるか、または応用して意味があるかはわかりません。

脳とコンピュータ、量子論の関係についての著作が多いペンローズの本を紹介しておきます。

http://item.rakuten.co.jp/book/1056860/

http://item.rakuten.co.jp/book/4125958/

http://item.rakuten.co.jp/book/700382/

http://item.rakuten.co.jp/book/957934/

id:filinion No.5

filinion回答回数140ベストアンサー獲得回数132007/09/29 06:20:24

ポイント20pt

一概には言えない質問ばかりのような気がします。

 

1:何ができるのか。

まあ、計算が速くなるだけ、ではあります。

 

暗号解読とかはすでに言われていることですが。

例えば、現在、分散コンピューティングでなんとかしようとしているタンパク質の構造解析とかがあっという間にできて、医学等の進歩に著しく貢献するかも知れません。

 

でも、これって、ENIAC(真空管コンピュータ)の時代の人に、

「集積回路が実用化されたら、コンピュータに何ができますか?」

って聞くのに近い質問かも知れません。

 

「弾道計算がより速くできます」

「複雑な計算を要する科学研究の進行速度が早くなって、科学の進歩に貢献するでしょう」

……くらいの答えは返ってきても、はてなとかYouTubeとかが予想できたとは思えないわけで。

実用化の結果を今予想するのは困難かも知れません。

 

2:今どのくらいまできているのか

1。または2かそれ以上。(量子的回答?)

技術的側面を重視するなら1。

理論的側面を重視するなら2かそれ以上。

「アラン・チューリングがコンピュータの基礎を作った」

とみなすのか、

「チューリングは理論を発表しただけで何も作っていない」

と考えるのかの違い。

 

3:一般人はいつ買えるようになるか

家庭に量子コンピュータがある時代は来ない気がしますが……。

せいぜい地域ごとくらい。

本体はどこかにあって、ネットワーク経由でその計算力を借りるようになるのではないかと。(明らかに通信速度がボトルネックになりますが)

技術の飛躍的進歩があれば、と思いますが、それでも(そんな時代が仮に来るとしても)100年後くらい?

 

4:スパコンよりどれくらい速いのか

量子コンピュータはそもそも計算原理が違うので、問題によります。

「0+1」とかであれば基本的に変わりません。

でも、例えばある大きな数(一億桁くらいある数)が素数であるかどうかを確かめるような問題も、「1÷1」とほぼ同じ時間でできます(そのはず。「ある数」以下の全部の数で同時に割ってみればいいから)。

http://journal.mycom.co.jp/news/2003/01/01/05.html

上のリンク先にあるとおり、状況によっては「ほぼ無限に速い」と言えます。

(あと、加算も乗算も同じ速度でできる、といった違いも)

 

5:人工知能に応用したら、人間の何倍くらいの性能になるか

それに答えるには、人間の脳の性能を定量化するところから始めないとなりません。

IQ150の人間が、IQ75の人間の2倍賢いわけじゃないですし。

エジソンの脳とソクラテスの脳、どっちがどれだけ性能がいいんでしょうか。

 

人工知能自体、まだ研究中のものです。

現状の人工知能の性能を足止めしているのは、ハードの限界というよりソフト(理論)の限界だと思います。

逆に言って、人間の脳や精神の働きをコンピュータ上で再現する理論が完成すれば、現在のスーパーコンピュータでも人間の脳を超えられるかも知れません。(同じレベルの思考をより短時間でできる、という意味で)

 

ただ、脳は、視聴覚その他の入力があって初めて機能するわけですから、人間と同格の人工知能のためには、機械工学的な進歩も必要ですね。

 

1・生身と同等の人工感覚器

2・実用的な量子コンピュータ

3・脳の機能の解明とコンピュータ上での再現

 

は、上に書いた順番で実現する、と推測します。

「3」の段階まで進めば、全人類の思考の総和に匹敵するものを、コンピュータが一瞬で果たしてしまうわけで、もはやなにがどうなるか見当もつきません。

だから、これも

「状況によってはほぼ無限」

と言えるかも知れませんが、その「状況」は当分訪れないと思います。

id:kenpo43

皆さま回答ありがとうございました。

また機会がありましたらよろしくお願いいたします。

2007/10/03 09:50:49
  • id:filinion
    回答してから気付いた間違い(だと思う)があるので書いておきます。
     
    回答の中で、ある大きな数が素数であるかどうかを確かめるのが、一回の割り算と同じ時間でできる、と書きました。
    しかし、仮に回答に書いたとおり、「「ある数」以下の全部の数で同時に割ってみ」る、という方法でやると、そのために「ある数以下の全部の数」をリストアップする作業が必要になります。
    だから、やはり桁数が増えると所要時間は増大してしまいます。
    (ついでに言えば、素数かどうか判定するのに、全部の数で割ってみる必要もない)
     
    ただ、量子コンピュータには、「加算も乗算も同じ速度でできる」という違いがあるため、ノイマン式より高速で除算をすることができます。
    なので、既存のスパコンと比較にならない時間で終了する、ということ自体は間違いないのですが。
  • id:merida
    非常にいい加減な回答が多いと思います。
    例えば、上の方の「なので、既存のスパコンと比較にならない時間で終了する、ということ自体は間違いないのですが。」
    という回答は処理1回当たりの必要時間が全く考慮されていません。

    例えば、1[GHz]のCPUなら乗算に10[step]かかったとしても10^-8[秒]で終了します。
    これに対し量子コンピュータでは乗算が1[step]で出来ても、1[step]にかかる時間が
    非常に長いのでCPUほど速くは計算できません。
    (量子コンピュータの計算がレーザ照射などの外からの操作を必要とするため。)

    以下に質問に対する回答を自分の知る限りで記載しておきます。
    > 1,量子コンピュータが実用化されると、どんなことができるようになりますか。
    > Aができる。Bができるかもしれない…のように簡単な箇条書きの説明でけっこうです。
    ○今のCPUで実行可能なアルゴリズムはすべて実行できる
    ○今のCPUが準指数時間必要とする因数分解が多項式時間で解ける
    ×今のCPUで指数時間必要とするNP問題(巡回セールスマン問題など)には
    同様に指数時間必要とし、多項式時間で解くための糸口は見つかっていない。

    > 2,量子コンピュータ実用化まで10段階のステップがあるとして、現段階ではどれくらい研究が進んでいますか。
    ソフト面 1~2 因数分解以外の有効なアルゴリズムが発見されていない
    ハード面 1~2 小規模なものは実現されているが、実用的な計算を行える規模ではない。

    > 3,一般人が量子コンピュータを購入できるのはいつごろになりそうですか。
    50~100年後? 楽観的予測です。

    > 4,現在世界最高のスーパーコンピュータの何倍くらいの性能になりそうですか。
    因数分解なら圧勝ですが、何倍くらいになるかは資料が無いのでわかりません。
    また、因数が大きくなるにつれその差は準指数関数的に開きます。

    > 5,量子コンピュータが実用化された時、人工知能は人間の頭脳の何倍くらいの性能が発揮できそうですか
    人工知能のアルゴリズムがCPUのものと同じものなら、
    量子コンピュータの性能は同等以下です。
  • id:smoking186
    3-1
    >・解読不可能な暗号化技術が可能。
    量子鍵交換の話なので, 量子コンピュータが無くても可能.

    5-4
    >でも、例えばある大きな数(一億桁くらいある数)が素数であるかどうかを確かめるような問題も、「1÷1」とほぼ同じ時間でできます(そのはず。「ある数」以下の全部の数で同時に割ってみればいいから)。
    1/1と同じというのは嘘だけど, 入力長の多項式時間と考える場合は今でも出来ます. 素数判定はP. 実用的には確率的多項式時間でOK.
    これは量子でも同じじゃないっすか?

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  • nsym.DIARY - 出遅れた 2007-10-31 21:26:34
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