0:00:00.169,0:00:03.688
人類の持つ技術は長い間

0:00:03.785,0:00:06.334
火と尖った棒だった

0:00:06.573,0:00:10.087
今は発電所や核兵器に変わり

0:00:10.177,0:00:12.657
人の脳は進歩した

0:00:13.072,0:00:17.666
1960年代からは機械が進歩を続け

0:00:17.762,0:00:21.897
年々より小型に より強力になった

0:00:22.357,0:00:25.715
だがここに物理的限界がきた

0:00:25.802,0:00:28.840
小さくなりすぎたのだ

0:00:29.229,0:00:33.147
この問題を基礎から説明していこう

0:00:39.646,0:00:43.908
コンピューターの構成要素は単純だ

0:00:44.010,0:00:48.553
記憶 演算 制御の装置でできている

0:00:48.983,0:00:51.065
中にはチップ モジュール

0:00:51.154,0:00:54.116
論理ゲート トランジスタがある

0:00:54.394,0:00:58.421
トランジスタは単純なスイッチで

0:00:58.518,0:01:03.492
情報を流したり止めたりしている

0:01:03.836,0:01:06.347
情報はビットで表され

0:01:06.450,0:01:08.652
０か１の値を取る

0:01:08.939,0:01:13.026
複数あれば より複雑な情報も表せる

0:01:13.421,0:01:17.964
論理ゲートは単純な演算を行う

0:01:18.063,0:01:20.085
例えばANDゲートは

0:01:20.179,0:01:22.704
全部１だと１を送り

0:01:22.797,0:01:25.279
それ以外は０を送る

0:01:25.559,0:01:29.047
この集まりがモジュールとなり

0:01:29.152,0:01:31.139
足し算ができる

0:01:31.305,0:01:33.703
足し算で掛け算ができ

0:01:33.794,0:01:37.269
掛け算ができれば 何でもできる

0:01:37.375,0:01:40.983
あるのは単純な計算の集まりだ

0:01:41.084,0:01:43.673
７歳の子が集まって

0:01:43.764,0:01:46.340
計算しているようなもの

0:01:46.437,0:01:47.908
だがこれで

0:01:47.998,0:01:51.048
物理学やゼルダが可能になる

0:01:51.208,0:01:53.695
物質が小さくなると

0:01:53.796,0:01:56.327
量子の性質が現れる

0:01:56.511,0:01:59.820
トランジスタは電気のスイッチだ

0:01:59.925,0:02:03.086
電流は電子の動きであり

0:02:03.182,0:02:08.080
スイッチはこの流れを遮断している

0:02:08.269,0:02:11.862
今この大きさは14ナノメートルで

0:02:11.965,0:02:15.553
HIVウイルスの８分の１

0:02:15.645,0:02:18.706
赤血球の500分の１しかない

0:02:18.908,0:02:22.207
この大きさまで小さくなると

0:02:22.295,0:02:25.356
電子はトンネル効果により

0:02:25.459,0:02:28.402
壁をすり抜けてしまう

0:02:28.632,0:02:33.257
量子の世界に通常の物理学は使えず

0:02:33.364,0:02:36.522
機械も使えなくなってしまう

0:02:36.899,0:02:41.372
技術は物理の限界に来たようだ

0:02:41.570,0:02:44.056
この問題を解決するため

0:02:44.160,0:02:47.099
新しい機械が考案された

0:02:47.203,0:02:49.283
量子コンピューターだ

0:02:49.580,0:02:53.154
普通はビットを使うところを

0:02:53.434,0:02:55.909
二つの状態を取れる

0:02:56.015,0:02:58.006
量子ビットを使う

0:02:58.103,0:03:01.131
量子が磁場であると同時に

0:03:01.224,0:03:04.234
粒子であることを利用する

0:03:04.473,0:03:07.449
０と１の状態があり

0:03:07.542,0:03:10.994
これは光子の偏光状態に近い

0:03:11.090,0:03:14.537
量子ビットは一つの状態ではなく

0:03:14.636,0:03:17.727
一度に二つの状態で存在する

0:03:17.836,0:03:20.165
これを重ね合わせと呼ぶ

0:03:20.249,0:03:24.348
光子は偏光板に通した瞬間

0:03:24.440,0:03:28.907
垂直偏光か水平偏光かが決定される

0:03:29.196,0:03:33.305
観測されない限り量子ビットは

0:03:33.403,0:03:37.034
０と１の両方であると考えられ

0:03:37.400,0:03:42.039
特定の状態は観測した瞬間に決まる

0:03:42.279,0:03:44.744
重ね合わせが肝だ

0:03:45.118,0:03:49.661
通常４ビットで情報を表すときは

0:03:49.762,0:03:54.692
16通りあるうちの一つしか使えない

0:03:54.805,0:03:57.341
でも量子ビットを使えば

0:03:57.439,0:04:00.529
16通りすべてを一度に表せる

0:04:00.824,0:04:03.966
この増加は指数関数的だ

0:04:04.402,0:04:08.419
20個使えば100万通りが並列できる

0:04:08.652,0:04:12.736
さらに量子もつれという現象がある

0:04:12.842,0:04:16.861
二つの量子ビットが 離れていても

0:04:16.962,0:04:20.072
同時に同じ状態になる現象だ

0:04:20.498,0:04:23.452
これにより一方を見るだけで

0:04:23.550,0:04:27.502
もう一方の状態を知ることができる

0:04:27.904,0:04:30.920
量子ビットの操作は難しい

0:04:31.016,0:04:32.431
論理ゲートでは

0:04:32.528,0:04:36.416
一つの入力に一つの出力をしていた

0:04:36.500,0:04:40.059
量子ゲートでは入力が回転して

0:04:40.143,0:04:45.154
出力として別の重ね合わせが現れる

0:04:45.259,0:04:48.235
量子ビットに入れた入力が

0:04:48.327,0:04:51.412
量子ゲートを通ってもつれ

0:04:51.517,0:04:53.526
それを観測すると

0:04:53.611,0:04:57.639
重ね合わせが崩れて結果がわかる

0:04:57.899,0:05:00.937
そこでは可能な計算が

0:05:01.045,0:05:04.230
全部同時に行われている

0:05:04.570,0:05:09.018
求めたい結果はその中の一つなので

0:05:09.119,0:05:11.990
それを探し出す苦労がある

0:05:12.635,0:05:16.594
だが量子の性質をうまく利用すれば

0:05:16.698,0:05:20.610
超高速な計算が可能になるだろう

0:05:21.651,0:05:25.523
私たちの生活に量子化は必要ないが

0:05:25.615,0:05:28.535
いくつかの領域では重要だ

0:05:28.652,0:05:30.765
一つはデータベース検索

0:05:30.865,0:05:35.752
普通はすべての要素を参照するが

0:05:35.863,0:05:38.401
量子のアルゴリズムでは

0:05:38.496,0:05:42.083
その平方根の時間で検索できる

0:05:42.649,0:05:46.685
一番大変なのは情報セキュリティだ

0:05:47.053,0:05:49.730
現在 ネットや銀行では

0:05:49.826,0:05:52.904
公開鍵を使う方法によって

0:05:53.008,0:05:56.622
情報を暗号化して守っている

0:05:56.920,0:05:59.899
だが公開鍵は計算すれば

0:06:00.005,0:06:02.168
解読できるものだ

0:06:02.430,0:06:05.391
普通のコンピューターでは

0:06:05.491,0:06:07.896
何年もかかる計算だが

0:06:07.992,0:06:12.006
量子コンピューターを使えば一瞬だ

0:06:12.475,0:06:15.499
シミュレーションにも使える

0:06:15.598,0:06:19.170
膨大な計算が必要な分野であり

0:06:19.273,0:06:23.942
分子構造の解析などに役立つだろう

0:06:24.442,0:06:28.458
量子力学自体の研究にも当然使える

0:06:28.921,0:06:33.908
医学も飛躍的に進歩するだろう

0:06:34.357,0:06:38.449
量子コンピューターは道具ではなく

0:06:38.543,0:06:40.894
革命かもしれない

0:06:41.010,0:06:43.568
技術に限界はあるのか？

0:06:43.671,0:06:46.651
やってみなきゃわからない