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◎国産量子コンピュータ無償公開
／試作段階／改良し開発加速へ／計算速度スパコンを圧倒
スーパーコンピューターをはるかに超える高速計算を実現
する「量子コンピューター」の試作機を、国立情報学研究所
などが開発し、２７日から無償の利用サービスを始める。世
界的な開発競争が進むなか、試作段階で公開して改良につな
げ、２０１９年度末までに国産での実用化を目指す。
──２０１７年１１月２７日付、朝日新聞（朝刊）
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昨日のＥＪでお知らせした「ＩＢＭ／ワトソン無料公開」の記
事とよく似ています。最近では、こういう先端技術の記事が新聞
のトップを飾ることが多くなっています。
ところで、量子コンピュータとは何でしょうか。
ＥＪの今回のテーマ「次世代テクノロジ－論」は、１２月末ま
で続ける予定ですが、量子コンピュータについては、どうしても
避けて通れない問題です。これからの時代は従来のノイマン型コ
ンピュータでは乗り切ることが困難であるからです。
量子コンピュータについては、１０月２７日のＥＪ第４６３４
号でも簡単に説明していますが、改めてもう少し詳しく述べるこ
とにします。
ＥＪ第４６３４号でも述べているように、現在のスパコンでも
解けない問題はたくさんあります。ここでひとつ問題を出すので
考えてみてください。
ここにそれぞれ重さの異なる５０個の荷物があります。この荷
物をスーツケースに入れていくのですが、その入れ方には次の２
つの条件があります。
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①スーツケースには２０キログラムという重量制限があって
それを上回らないこと
②スーツケースに入れる荷物の重量を可能な限り、２０キロ
グラムに近づけること
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最も効率的と思われる方法を考えてみます。５０個の荷物の重
量を正確に秤で測り、その値をスパコンに入れます。そして最も
２０キログラムに近くなる組み合わせを見つけるのです。その組
み合わせを計算すると、１０００兆通り以上というとんでもない
組み合わせになってしまうのです。そうすると、スパコンでやっ
ても２週間以上かかる計算になります。
この場合、荷物の数を増やしていくと、スパコンでも計算不能
になります。仮に荷物が１００個になったとすると、その組み合
わせの数は、１０の３０乗通りになります。１の後ろに０が３０
個並ぶのです。これをスパコンで計算すると、１０兆年もかかっ
てしまいます。事実上計算不能です。このように、ちょっと考え
ると計算できそうにみえる問題ですら、現在のコンピュータでは
解けないのです。
ここで視点を変えて、別の問題を考えてみることにします。次
の計算があります。
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７ × １３ ＝ ９１
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何でもない計算です。しかし、答えの「９１」は何と何を掛け
た数であるかと問われたら、すぐに計算できるだろうか。この程
度の計算であれば、計算の得意な人であれば、すぐに答えが出せ
ると思います。まず、９１を２で割り、割り切れないので、次に
３についてやってみるというようにやっていき、７でちょうど割
り切れ、１３になるので、解が得られます。このように与えられ
た数をいつくかの数の掛け算のかたちにすることを「因数分解」
といいます。
実は因数分解は難しい問題なのです。仮に６０５９については
因数分解できるでしょうか。こうなると、簡単には解けなくなり
ます。答えは次の通りです。
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６０５９ ＝ ７３ × ８３
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実は、この「因数分解の難しさ」を利用して、インターネット
上の安全性を守っている暗号方式があります。それは「ＲＳＡ方
式」と呼ばれています。これについて、野口悠紀雄氏は、この暗
号方式について次のように述べています。
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ヘルマンとディフィーの発明に刺激を受けたグループの一つに
ＭＩＴのロナルド・リベスト（Ｒ）、アディ・シャミア（Ｓ）、
レオナルド・エーデルマン（Ａ）の３人組がいた。１年後彼らは
「公開鍵暗号」と呼ばれる方式を発明した。暗号名は彼らの名前
の頭文字をとってＲＳＡとした。
ＲＳＡの暗号の基本的な発想は、つぎのようなものだ。「公開
鍵」と、それに対応する「秘密鍵」という２つの鍵を作る。公開
鍵は公開するが、秘密鍵は作成者が秘匿する。公開鍵から秘密鍵
を計算することは（事実上）できない。 ──野口悠紀雄著
『仮想通貨革命／ビットコインは始まりにすぎない』
ダイヤモンド社
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このＲＳＡという暗号方式は、ネット上で暗号化されたサイト
に接続する場合、インターネットエクスプローラをはじめとする
ブラウザが普通にやっていることであり、ネットユーザーは、そ
の仕組みについて知っておく必要があります。ＲＳＡ方式につい
ては、明日のＥＪで具体的に説明します。
──［次世代テクノロジー論／５０］
≪画像および関連情報≫
●ＮＴＴが国産量子コンピューター試作機を一般公開
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ＮＴＴは、１１月２０日、スーパーコンピューターを超え
る膨大な量の計算を瞬時にこなす「量子コンピューター」の
試作機を２７日から無償で一般公開すると発表した。試作機
は、内閣府の革新的研究開発推進プログラムの一環で、国立
情報学研究所などと共同開発した。国産の量子コンピュータ
ーが公開されるのは初めて。
開発した量子コンピューター「ＣＮＮ」は、理化学研究所
のスーパーコンピューター「菖蒲」と比べ１００倍の速度で
計算できる能力があり、ＡＩ（人工知能）への応用や交通渋
滞の解消などに役立てられると期待されている。来年５月に
は創薬などに応用できる仕組みを公開する。
ＣＮＮは、光ファイバーの中を光パルスが回り、「組み合
わせ最適化問題」と呼ばれる複雑な問いの解を一瞬で導く仕
組み。競合のカナダのＤウェーブシステムズが導入している
超伝導を使った方式の量子コンピューターは低温環境に置く
必要があるが、ＣＮＮは常温で使うことができ、扱いやすい
という利点がある。さらにＣＮＮの方が解ける問題の規模が
３０倍以上優れているという。ＮＴＴ物性科学基礎研究所の
武居弘樹上席特別研究員は、「いろいろなものの最適解を見
つけ、さまざまな無駄が削減できる」と自信をみせた。
http://bit.ly/2BGPu92
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国産量子コンピュータ
