量子コンピューティングアルゴリズムのブレークスルーにより実用化が現実に近づく

コンピューティングの世界でよく聞かれる言葉の中でも、「ソフトウェアがハードウェアに追いつけばいいのに」という言葉は、おそらく上位にランクされるでしょう。しかし、ソフトウェアはハードウェアに追いつくこともあります。実際、今回はソフトウェアが古典コンピュータの量子計算を解き放つところまで到達しそうです。これは、理化学研究所量子コンピューティングセンターの研究者たちが、特定の量子コンピューティングのワークロードを大幅に高速化するアルゴリズムに関する研究成果を発表した、というものです。さらに重要なのは、時間発展演算子と呼ばれるこのワークロード自体が、凝縮系物理学と量子化学という、私たちの世界の中に新たな世界を解き放つ可能性のある2つの分野に応用できるということです。

通常、アルゴリズムの改良はそれほど珍しいことではありません。アップデートはどこにでもあるのですから。アプリのアップデート、ソフトウェアのアップデート、ファームウェアのアップグレードは、基本的にコードの改訂版を提供することで、問題を解決したり、（願わくば）パフォーマンスを向上させたりします。AMDやNVIDIAのグラフィックカードをお持ちの方なら誰でもわかるように、アルゴリズムの改良は素晴らしいことです。しかし、正直に言うと、私たちはパフォーマンスのアップデートに失望することに慣れてしまっています。

「時間発展演算子は、量子物質の複雑な挙動を記述する巨大な数値グリッドです」と、理化学研究所量子コンピューティングセンターの水田薫氏は説明する。「これは量子コンピュータに非常に実用的な応用、つまり量子化学と固体物理学のより深い理解をもたらすため、非常に重要です。」

いいえ、量子コンピューティングはスマートフォンでは実現しません。ある意味、今日の超伝導冷蔵庫は、集積マイクロチップが登場する前のENIACに匹敵すると言えるでしょう。あるいは、そこから今日の最速CPUや最高峰のGPUに相当するものへと進化していくでしょう。これが量子コンピューティングがこれから歩む道であり、スタートの合図がまだ鳴り響いているのです。