量子コンピュータについてのメモ : その1

調査の備忘録シリーズ。

量子コンピュータは2種類に分かれる。

⑴量子アニーリング

⑵量子ゲート

⑴量子アニーリングは最適化問題を解くことに特化している。有名なのはD-Waveのもの。

⑵量子ゲートは、今使われている古典コンピュータ+αで量子計算もできる。

⑵量子ゲートのうち、よく出てくるのは以下の2つ。

(2a) 超電導方式

(2b) イオントラップ方式

ニュースになっているGoogleやIBMのやつは (2a) 超電導方式のほう。

超電導方式を実現するには超低温にしないといけないため、その技術が必要になるが、今のところその技術を持っているのは数社のみ。

IBMは量子コンピュータ用のSDKをオープンソースとして公開しており、それがQiskitである。

https://qiskit.org/

GoogleやIBMが現在開発しているのは、リアルガチの量子コンピュータの前段階のものであり、NISQと呼ばれている。

そのNISQもまだ実務で使えるようなものではないが、数年以内に実務適用できるものが出てくる可能性がある。

実務での応用としては、

・モンテカルロシミュレーション

・機械学習

・最適化

などが多い。応用が期待される業界としては、金融、メディカル、化学など。

金融への応用としては例えば、

・デリバティブ価格計算

・デリバティブポートフォリオのリスク計算

・ポートフォリオ最適化

・セキュリティ

セキュリティについて、

現在使われているRSA暗号が、量子コンピュータに破られる可能性がある。RSA暗号は、因数分解の困難性を応用したもので、Shor先生のアルゴリズムが実装できれば破られてしまう。ただし、その他にも古典的な暗号方式はあって、中には量子コンピュータでも破れないものもある。

古典的ではない新たな暗号としては、量子情報理論を応用した量子暗号があり、これは原理的には破られることはないと言われている。