量子コンピューターとは？
この記事では量子コンピューターとは何なのかを中高生向けに書いています。
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1.普通のコンピューターとは何が違うの?
まず、普通のコンピューターというのはスマホやPCに入っているもののことで、古典コンピューターと呼ばれます。
古典コンピューターとの違い
では古典コンピューターと量子コンピューターは何が違うのか、簡単に言うと一部分において計算速度が桁違いに速いんです。具体的には、スーパーコンピューターでは宇宙の年齢（約138億年）よりも長く時間がかかる計算を、googleの量子コンピューター（willow）が300秒で計算したとgoogleが報じています。これを元に計算すると、1500兆倍ものスピードで計算が可能だということになります。このように量子コンピューターはとても速く計算することができるのです。
量子コンピューターの得意不得意
しかし、勘違いしてはいけないのは量子コンピューターの方が必ず速いというわけではなく、量子コンピューターにも得意不得意があります。先ほどのwillowも量子コンピューターの得意な分野においてのことです。そのため、量子コンピューターよりも古典コンピューターの方が速い計算もあります。
2.何ができるの?
では、量子コンピューターにより計算が速くなると何ができるのでしょうか。その答えはシミュレーションや最適化です。量子コンピューターはシミュレーションをより細かく行うことができ、最適化についても古典コンピューターよりもはるかに多くのパターンを解析することができます。この二つについて、現在行われていることと未来にできることをそれぞれ以下に挙げます。
現在
・金融のシミュレーションや分析（UFJなど）
・薬に使用する化合物の安定した構造を探索（ペプチドリーム、富士通など）
・化学反応のメカニズムの解明や材料開発（三菱ケミカルなど）
上記の例のように物を動かす時の効率化、金融や化学等のシミュレーションなどが現在行われています。中には量子コンピューターを用いることにより、効率が劇的に良くなったケースもあります。
未来
→ソーラーパネルの効率化
二酸化炭素回収のための新材料
・分子レベルのシミュレーションによる薬の開発
→ウイルス、薬、体をそれぞれ分子レベルでシミュレーションすることにより、副作用のな い、効果のある薬を作ることができます。
・細かいシミュレーションによるより正確な天気予報
・物流や生産過程だけではなくインフラの最適化
→交通渋滞解消
・新しいエネルギー
→人工合成の効率化
・現在のほとんどの暗号の解読
→一時期ビットコインなどでも話題になりましたが、現在の暗号は今後の量子コンピューターにより解かれる可能性が高いため、量子コンピューターが解けない暗号（耐量子暗号）へのいこうが推奨されています。
・物理学への応用
→量子コンピューターのシミュレーションを用いることにより物理学に関して新たな発見が
あるかも知れません。（私は量子コンピューターにより万物の理論に一歩でも近づけたらいいなと思っています。）
このように量子コンピューターは今の社会問題の解決や生活に大きく関わってきます。
3.あとどれくらいで完成するの?
このようなことができる量子コンピューターはいつ完成するのでしょうか。
実は量子コンピューターは2026年現在、実用化のフェーズに入っています。しかし、その量子コンピューターはまだ完璧には程遠いです。完璧に近い量子コンピューターは2030年ごろに作られ、汎用型の量子コンピューターは2050年ごろにできると言われています。
4.学生の行動は？
では、今後量子コンピューターが重要性を増す中で学生としてはどうすれば良いのでしょうか。
自分から学びたい人
量子コンピューターは高度な物であったり、学ぶための道が確立されていなかったりなど、学んでみたいけどどうすればいいかわからないという人も多いと思います。
結論から言うとまずは、量子コンピューターについて図などを用いてわかりやすく解説している入門書などを一冊読んでみるといいと思います。最初から難しいことをやろうとすると必ず躓きます。なのでまずは量子コンピューターについて大まかに理解して、イメージを掴むために入門書を読んでみてください。（これからも量子コンピューターについて学生向けに投稿していきますので、その記事をとりあえず読んでみると言うのもありだと思います。）
また、ぜひ量子コンピューターに関するイベントに参加してみてください。本で読んだり動画で見たりするのと実際に足を運んで話を聞いたりするのでは全然違います。イベントの情報は検索すれば出てくるので、たまにチェックするようにして機会があれば足を運んでみてください。
その後、ある程度知識を得たら実際に量子コンピューターをネット経由で使ってみてください。IBMなどがそのようなサービスをあげています。実際に使ってみるともっと興味が湧くと思います。
興味のある人
何か行動をしたいわけではないけれども興味のある人は、時々量子コンピューターについての記事を読んでみてください。知っているのと知らないのとでは全然違います。これから量子コンピューターの知識はより重要になってくると思うので、ぜひ記事を読むことを継続してください。
あまり興味のない人
興味がない人は何もしなくてもいいですが、ぜひこの記事の内容を少しでもいいので覚えておいてください。
量子コンピューターの原理等については今後記事を出すのでぜひそちらをご覧ください。
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