量子コンピューターとは何ですか？

量子コンピューターは、量子力学現象を利用してアルゴリズムを実行するデバイスです。 量子コンピューターは従来のコンピューターとは根本的に異なる計算特性を持っているため、量子コンピューターに保持されているデータはビットではなくキュービットと呼ばれます。 従来のコンピューターでは、データはハードディスク上の微細な溝で表されます。 量子コンピューターでは、データは特定の分子または分子セットの量子特性によって表されます。

ハードディスクからデータを取得して論理ゲートで満たされた集積回路を使用してデータを処理することにより計算を実行する代わりに、量子コンピューターは情報を含む分子に短い放射線パルスを当ててデータを処理します。 各衝撃サイクルは、分子内に含まれるデータのアルゴリズム操作を表します。 アルゴリズムが終了すると、分子の量子状態が測定され、それ自体が最終結果にバイアスをかけます。 これは、量子力学の本質的に不確実な性質によるものです。

この困難を回避するため、量子コンピューティングアルゴリズムが複数回実行され、出力の加重平均が漸近的に正解に近づきます。 量子力学現象は決定論的というよりも本質的に確率論的であるため、最初の試行で明確に定義された答えは不可能です。

量子コンピューターには、古典的なコンピューターにはない特定の機能があります。 量子コンピューティングにより、多数の素早い因数分解（従来の暗号技術に対する明白な脅威）、量子現象のより正確なシミュレーション、および非常に効率的なデータベース検索が可能になります。

各ノードが問題の可能な解決策を表すサイズnノードの検索スペースの場合、可能な解決策は1つだけであり、正しい解決策に対応するプロパティについて各ノードを個別にチェックする必要があります。量子コンピューティングは素晴らしいスピードアップを提供します。 従来のコンピューターでは、平均検索時間は、各ノードをチェックするのにかかる時間にノードの数（ n ）を2で割った値です（ソリューションが検索の約半分で見つかる可能性が高い）。 量子コンピューターでは、平均検索時間は、各ノードをチェックするのにかかる時間にnの平方根を掛けた時間です。 これは、大きな問題を検討しているときにのみ、より印象的な大きな利点をもたらします。

成熟した量子コンピューターのすべてのアプリケーションを考えることはまだ不可能です。 1つの量子コンピューティングシステムに含まれるキュービットの最大数は7です。量子コンピューティングの研究は数百万ドルの資金で急速に継続しているため、重大なブレークスルーが発生し、印象的なアプリケーションが発明されるまでは時間の問題です。