本当によくわかる「量子コンピュータ入門」
この講義シリーズの第1話
登録不要無料視聴できます!
▶ 第1話を無料視聴する
閉じる
この講義の続きはもちろん、
5,000本以上の動画を好きなだけ見られる。
スキマ時間に“一流の教養”が身につく
まずは72時間¥0で体験
「最適化」の問題で活用が期待される量子コンピュータ
本当によくわかる「量子コンピュータ入門」(3)計算の仕組みと応用
武田俊太郎(東京大学大学院工学系研究科准教授)
量子の性質をもっともよく表す典型的な実験に「2重スリットの実験」がある。これは「水の波」を利用するとイメージしやすい。量子を「粒」ではなく「波」として捉えることで、そこで生じた「重ね合わせ」と「干渉」という現象を計算の原理に応用するということだ。そうして、薬や素材の開発、また最適化といった応用分野などに画期的な成果をもたらすことが、量子コンピュータに期待されている。(全4話中第3話)
時間:13分18秒
収録日:2022年3月9日
追加日:2022年8月9日
カテゴリー:
≪全文≫

●2重スリットの実験――量子を「波」を考えるとイメージしやすい


 次に量子コンピュータの「計算の仕組みや応用」に踏み込んでお話ししたいと思います。

 「量子とはそもそも何か」をしっかりとお話ししていなかったのですが、端的にいうと、量子とは「物質やエネルギーの最小の単位」を表す言葉になります。

 例えば、世の中にある全ての物質は、小さく小さく見ていくと、原子という小さな粒からできていることが知られています。この原子も、ある種「物質の最小の単位」になっていて、量子の1つです。さらにもう一段見方を変えて、原子をさらに細かく見ていくと、原子の中に「電子」「陽子」「中性子」といったより小さな粒が出てきます。実はこういった粒も全部量子の仲間です。このようなさまざまな粒を合わせて、全部「量子」と呼んでいるのです。量子というミクロな粒の世界は、私たちの日常感覚で知っている世界とは少し違った、感覚的には不思議な自然法則に従うことが知られています。

 その量子の性質をもっともよく表す典型的な実験が「2重スリットの実験」と呼ばれるものです。この実験を知っておくと、なんとなく量子コンピュータがどういう仕組みで計算しているかもイメージできるようになるため、ここで少し紹介したいと思います。

 まず量子のことを少し忘れて、水の波のお話をします。水の表面をツンツンつつくと波が発生します。その水面を進む波が「隙間の空いた穴」にぶつかることを考えてみましょう。

 波というのは山・谷・山・谷と交互に繰り返されるような構造になっています。これがこの隙間を通り抜けると、そのちょっとあとで少し広がりながら後ろのほうに進んでいきます。その結果、後ろの壁の真ん中のあたりにもっとも強い波が当たることはなんとなくイメージできるのではないでしょうか。

 この隙間が2つあった場合が、「2重スリット」という言葉に相当するものになります。隙間が2つある場合に何が起きるかというと、1つの波が左側の隙間と右側の隙間をそれぞれ通り抜けて、後ろで重なり合います。その結果、後ろの壁の部分に、縞模様のように波が強い部分と弱い部分が表れます。2つの波が合わさるときに強め合ったり、弱め合った...

スキマ時間でも、ながら学びでも
第一人者による講義を1話10分でお届け
さっそく始めてみる
「科学と技術」でまず見るべき講義シリーズ
未来を知るための宇宙開発の歴史(1)宇宙開発の流れを概観する
宇宙開発の歴史、そして未来へ…6枚の写真で概観する
川口淳一郎
「海の哺乳類」の生き残り作戦(1)分類と海牛目の特徴
「海の哺乳類」が海の中で行った「生き残り作戦」とは
田島木綿子
「宇宙の創生」の仕組みと宇宙物理学の歴史(1)宇宙の階層構造
「宇宙の階層構造」誕生の謎に迫るのが宇宙物理学のテーマ
岡朋治
ブラックホールとは何か(1)私たちが住む銀河系
太陽系は銀河系の中で塵のように小さな存在でしかない
岡朋治
海底の仕組みと地球のメカニズム(1)海底の生まれるところ
地球上の火山活動の8割を占める「中央海嶺」とは何か
沖野郷子
ヒトの性差とジェンダー論(1)「性」とは何か
MLBのスーパースターも一代限り…生物学から迫る性の実態
長谷川眞理子

人気の講義ランキングTOP10
徳と仏教の人生論(1)経営者の条件と50年間悩み続けた命題
宇宙の理法――松下幸之助からの命題が50年後に解けた理由
田口佳史
戦争と暗殺~米国内戦の予兆と構造転換(2)戦争省とチャーリー・カーク暗殺事件
チャーリー・カーク暗殺事件とは?その真相と政権への影響
東秀敏
何回説明しても伝わらない問題と認知科学(1)「スキーマ」問題と認知の仕組み
なぜ「何回説明しても伝わらない」のか?鍵は認知の仕組み
今井むつみ
エンタテインメントビジネスと人的資本経営(6)評価制度設計と「夢」の重要性
なぜ二本立ての評価制度が必要か…多種多様な人材の評価法
水野道訓
経験学習を促すリーダーシップ(1)経験学習の基本
成長を促す「3つの経験」とは?経験学習の基本を学ぶ
松尾睦
組織心理学~「不満」を生かす(1)不満・相談・予防
職場への不満は6割以上~ポイントは隠蔽、心理的安全性…
山浦一保
いま夏目漱石の前期三部作を読む(1)夏目漱石を読み直す意味
メンタルが苦しくなったら?…今、夏目漱石を読み直す意味
與那覇潤
ケルト神話の基本を知る(1)ケルト地域と3つの神話群
ケルト神話とは…ダーナ神族、アルスター神話、フィアナ神話
鎌田東二
学力喪失の危機~言語習得と理解の本質(2)言葉を理解するプロセスとスキーマ
なぜ子どもは教えられても理解できないのか?鍵はスキーマ
今井むつみ
トランプ・ドクトリンと米国第一主義外交(1)リヤド演説とトランプ・ドクトリン
トランプ・ドクトリンの衝撃――民主主義からの大転換へ
東秀敏