10分で分かる量子コンピュータ
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0:01 - 0:02ゲームをしてみましょう
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0:03 - 0:04想像してください
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0:04 - 0:07あなたはラスベガスにいて
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0:07 - 0:11カジノにあるコンピュータの１台で
ゲームをすることにします -
0:11 - 0:14ソリティアやチェスをするみたいに
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0:15 - 0:18コンピュータは人間と同じように
手を進めることができます -
0:18 - 0:20これはコインゲームです
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0:21 - 0:24まずコインを表にして始めます
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0:24 - 0:26先手はコンピュータです
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0:26 - 0:28コンピュータは コインの表裏を
反転させるかどうかを決めますが -
0:29 - 0:30あなたに結果は知らされません
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0:31 - 0:32次はあなたの番です
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0:33 - 0:36同じようにコインを
反転させるかどうかを選択しますが -
0:36 - 0:39相手であるコンピュータには
その結果は知らされません -
0:40 - 0:44最後に再びコンピュータが
コインを反転させるかを選びます -
0:44 - 0:46この３回のプレイの後
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0:46 - 0:48コインの表裏が明かされます
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0:48 - 0:51表が出たらコンピュータの勝ちで
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0:51 - 0:53裏ならあなたの勝ちです
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0:54 - 0:56とても単純なゲームですが
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0:56 - 0:59皆さんが正直にゲームして
コインが公正なものなら -
0:59 - 1:03このゲームに50%の確率で
勝てるはずです -
1:03 - 1:05その確認のために
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1:05 - 1:09コンピュータを相手に
このゲームをするように学生に指示し -
1:09 - 1:11多くの試行を繰り返したところ
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1:11 - 1:15勝率は50%か
50%に近い値となり -
1:15 - 1:16予想通りの結果になりました
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1:16 - 1:18何だか退屈なゲームですよね？
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1:18 - 1:22でも量子コンピュータで
このゲームをしたらどうなるでしょう？ -
1:23 - 1:26ラスベガスのカジノには
私の知る限り -
1:26 - 1:28量子コンピュータはありませんが
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1:28 - 1:31IBMは動作する量子コンピュータを
製作しました -
1:31 - 1:32これがその写真です
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1:33 - 1:34量子コンピュータとは何でしょうか
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1:35 - 1:37量子物理学は
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1:37 - 1:41原子や
電子や光子といった素粒子の -
1:41 - 1:44振る舞いを説明します
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1:44 - 1:45量子コンピュータは
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1:45 - 1:48このような素粒子の動きを
制御することで動作するので -
1:48 - 1:52従来型のコンピュータとは
全く異なります -
1:52 - 1:56量子コンピュータは
従来型のコンピュータを -
1:56 - 1:58単に強化したものではありません
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1:58 - 2:02電球がろうそくを強化したものでは
ないのと同じです -
2:02 - 2:06どんなにろうそくを改良しても
電球は作れません -
2:07 - 2:09電球はまったく異なる技術であり
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2:09 - 2:12より高度な科学的理解に基づいています
-
2:12 - 2:16同様に量子コンピュータは
新しいタイプの機器であって -
2:16 - 2:18量子物理学に基づいており
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2:18 - 2:22電球が社会を変革させたように
-
2:22 - 2:24量子コンピュータは
私たちの生活の多くの面で -
2:24 - 2:26影響を与える可能性を秘めています
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2:26 - 2:30安全に関するニーズや
医療、インターネットにまで及びます -
2:31 - 2:35そのような機器を作ろうと
世界中の企業が取り組んでいます -
2:35 - 2:37その素晴らしさを知るために
先ほどのゲームを -
2:38 - 2:40量子コンピュータで
プレイしてみましょう -
2:41 - 2:46IBMの量子コンピュータに
ここからログインできます -
2:46 - 2:48つまり遠隔操作でゲームが
できるのです -
2:48 - 2:49皆さんだってできます
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2:50 - 2:56プレイの前に確認です 事前にTEDから
電子メールが送られてきましたね -
2:56 - 2:59皆さんがゲームをプレイするとしたら
コインを反転させるかどうか -
2:59 - 3:01決めて欲しいというお願いでした
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3:01 - 3:06実際の質問は 円と正方形の
どちらかを選択するというものでした -
3:06 - 3:09実は 円は「コインを反転させる」
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3:09 - 3:12正方形は「反転させない」という
意味だったのです -
3:13 - 3:16372通の回答を頂きました
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3:16 - 3:17ありがとう
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3:17 - 3:21これで量子コンピュータを相手に
皆さんの選択を利用して -
3:21 - 3:23372回ゲームができます
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3:23 - 3:25すぐに決着がつくゲームなので
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3:25 - 3:27今ここで結果をお見せできます
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3:28 - 3:31残念ですが 皆さんの勝率は
芳しくありません -
3:31 - 3:33（笑）
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3:33 - 3:36量子コンピュータがほとんどの回で
勝利を収めています -
3:36 - 3:40数回負けたのはコンピュータ内部の
エラーによるものでした -
3:40 - 3:42（笑）
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3:42 - 3:45ではどのようにして
見事に連勝したのでしょうか？ -
3:46 - 3:49マジックか いかさまのようにも
思われますが -
3:49 - 3:51実際には量子物理学が
作用しているだけです -
3:52 - 3:53その仕組みを説明しましょう
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3:53 - 3:59通常のコンピュータはコインの表裏を
ビットでシミュレートします -
3:59 - 4:01つまり０か１ あるいは
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4:01 - 4:04コンピュータチップ内の
反転させる させないで表すのです -
4:04 - 4:07量子コンピュータは全く異なります
-
4:07 - 4:12量子ビットは より流動的で
２値的なものではありません -
4:13 - 4:18０である可能性と １である可能性の
重ね合わせ つまり -
4:18 - 4:23０と１の組み合わせとして
存在することが出来ます -
4:24 - 4:26言い換えると その実体は
連続的な存在なのです -
4:27 - 4:31それは例えば
０である確率が70％で -
4:31 - 4:33１である確率が30％だったり
-
4:33 - 4:37それぞれの確率が80%と20%や
60%と40％だったりするのです -
4:37 - 4:40無限の組み合わせがあり得ます
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4:40 - 4:41カギとなる考え方は
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4:41 - 4:45０か１のどちらかだけであるといった
考えを捨て -
4:45 - 4:47不確定性を認めることです
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4:48 - 4:49このゲームにおいては
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4:49 - 4:54量子コンピュータは
表と裏 つまり０と１の -
4:54 - 4:55混合状態を作り出して
-
4:55 - 4:58プレイヤーの選択肢
つまり -
4:58 - 4:59反転させるかどうかに関わらず
-
4:59 - 5:01重ね合わせ状態が
変化しないようにできます -
5:02 - 5:05それは２種類の液体の混合液を
攪拌するようなものです -
5:06 - 5:10攪拌するしないに関わらず
液体は混合液のままであるのと同じです -
5:10 - 5:13しかし 最後の手番で
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5:13 - 5:17量子コンピュータは０と１を分離し
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5:17 - 5:20必ず表を出し
皆さんは毎回負けることになります -
5:20 - 5:22（笑）
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5:22 - 5:26ちょっと不思議だと
思っても当然のことです -
5:27 - 5:31表と裏の混在なんて
ふつうのコインにはありえません -
5:31 - 5:35日常生活の中では
この流動的な量子論的リアリティを -
5:35 - 5:37経験することはありません
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5:37 - 5:40もし量子によって混乱しているなら
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5:40 - 5:41気にしないで
すぐ理解できます -
5:41 - 5:45（笑）
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5:45 - 5:49量子の奇妙なふるまいを
経験しないにしても -
5:49 - 5:52その効果を実際に
見ることができます -
5:52 - 5:54皆さんは 自分でデータを
ご覧になりました -
5:55 - 5:56量子コンピュータが勝利したのは
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5:56 - 6:01重ね合わせと不確定性を
利用したからです -
6:01 - 6:03そして このような量子の性質は
-
6:03 - 6:05コインを使ったゲームで
勝利するに留まらず -
6:06 - 6:09未来の量子技術を
築くほどまでに強力なのです -
6:09 - 6:13ここで私たちの生活を変える
可能性のある応用例を -
6:13 - 6:14３つ示します
-
6:15 - 6:20まず第１に 量子の不確定性は
秘密鍵の生成に利用できるかもしれません -
6:20 - 6:24ある所から別の場所に
メッセージを暗号化して送る際に -
6:24 - 6:29盗聴者が秘密裏に鍵を
完璧にコピーすることを防止できる -
6:29 - 6:31量子の不確定性を利用した暗号鍵です
-
6:32 - 6:36暗号鍵を盗聴するには
量子物理学の法則を -
6:36 - 6:37破らなければなりません
-
6:38 - 6:42この様な解読不可能な暗号化は
世界中の銀行やその他の機関によって -
6:42 - 6:44すでに試験が行われています
-
6:45 - 6:51現在 全世界で170億台もの機器が
ネットに接続されています -
6:52 - 6:55量子暗号が将来に与える影響を
想像してみてください -
6:56 - 7:02２つ目に 量子技術は医療や医薬品も
変革させるかもしれません -
7:02 - 7:08例えば医薬品開発での
分子設計と分析が -
7:08 - 7:10現時点の難題です
-
7:10 - 7:15分子内のすべての原子
そしてその原子の量子特性を -
7:15 - 7:19正確に記述し 計算することは
-
7:19 - 7:23スーパーコンピュータの計算能力さえも
超えた困難な作業だからです -
7:23 - 7:26しかし量子コンピュータなら
上手くいくかもしれません -
7:26 - 7:29シミュレートしようとしている分子と
同じ量子特性を利用して -
7:29 - 7:32動作しているのですから
-
7:32 - 7:36未来の医薬品開発における
大規模な量子シミュレーションは -
7:36 - 7:40多くの人命にかかわる
アルツハイマー疾患などの治療を -
7:40 - 7:42可能にするかもしれません
-
7:42 - 7:45そして３つ目は
わたしのお気に入りの応用例で -
7:45 - 7:50ある場所から他の場所への
情報のテレポーテーションです -
7:50 - 7:53情報を物理的に
送信する訳ではありません -
7:54 - 7:57SFのように聞こえますが可能なのです
-
7:57 - 8:01それは量子的な粒子の持つ
流動的な性質が -
8:01 - 8:04時空を超えて
「量子もつれ」を生じさせます -
8:04 - 8:08これは 一方の粒子を変化させたとき
-
8:08 - 8:10他方の粒子に影響が及ぶことで
-
8:10 - 8:12テレポーテーションの
伝送路を創り出せるのです -
8:13 - 8:16すでに研究所で実証されていて
-
8:16 - 8:19将来の量子インターネットの
構成要素になるかもしれません -
8:19 - 8:23そのようなネットワークは
まだありませんが -
8:23 - 8:25私たちのチームは
量子コンピュータ上で -
8:26 - 8:29量子ネットワークのシミュレーションを行い
その可能性に取り組んでいます -
8:30 - 8:34私たちは興味深いプロトコル(通信規約)を
設計し実装しました -
8:34 - 8:40ネットワーク上の異なるユーザー間の
テレポーテーションや -
8:40 - 8:42効率的なデータ送信や
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8:42 - 8:44安全な投票プロトコルさえあります
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8:45 - 8:47量子物理学者である私にとって
多くの楽しみがあります -
8:47 - 8:49皆さんにもお勧めしますよ
-
8:49 - 8:51（笑）
-
8:51 - 8:54私たちは 量子の不思議の国の
探検家になるのです -
8:54 - 8:57次にどんな応用が見つかるか
誰にも分かりません -
8:57 - 9:00量子の未来を築く時には
慎重かつ責任を持って -
9:00 - 9:02歩みを進めなければなりません
-
9:03 - 9:05そして私自身は 量子物理学を
-
9:05 - 9:10量子コンピュータを作るためだけの
道具とは考えていません -
9:10 - 9:15自然の神秘を探り 私たちの経験を超えた
世界のベールをはがす一つの手段として -
9:15 - 9:19量子コンピュータを
見ているのです -
9:19 - 9:21私たち人類の素晴らしさは
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9:21 - 9:24宇宙へのアクセスが
比較的限られているのにも関わらず -
9:24 - 9:27想像力と独創性を活用することで
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9:27 - 9:30その先の世界も
見通せることにあります -
9:30 - 9:33宇宙は それに応えるように
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9:33 - 9:36宇宙が どれほど興味深く
驚異的であるかを見せてくれます -
9:37 - 9:41未来は基本的に不確定であることが
-
9:41 - 9:44私をとてもワクワクさせるのです
-
9:44 - 9:45ありがとう
-
9:46 - 9:52（拍手）
- Title:
- 10分で分かる量子コンピュータ
- Speaker:
- ショヒーニ・ゴーシュ
- Description:
-
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量子コンピュータは現在私たちが利用しているコンピュータを単に強化したものではありません。それは既存のコンピュータとはまったく異なり、新たな科学的理解、すなわち大きな不確定性に基づくものなのです。TEDフェローのショヒーニ・ゴーシュとともに量子の不思議の国に入り、この技術がいかにして医学を変革し、ハッキング不可能な暗号を生み出し、さらには情報のテレポートを生み出す可能性を持っているかを学びましょう。
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 10:04
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Retired user approved Japanese subtitles for A beginner's guide to quantum computing | |
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Tomoyuki Suzuki accepted Japanese subtitles for A beginner's guide to quantum computing | |
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Tomoyuki Suzuki edited Japanese subtitles for A beginner's guide to quantum computing | |
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Hiroshi Uchiyama edited Japanese subtitles for A beginner's guide to quantum computing | |
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Hiroshi Uchiyama edited Japanese subtitles for A beginner's guide to quantum computing | |
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Tomoyuki Suzuki declined Japanese subtitles for A beginner's guide to quantum computing |