IBM の研究者らは、これまで理論上のことであったが、量子コンピューターが実際に古典コンピューターよりも高速であることを証明する論文を発表した。
量子アルゴリズムが速度の優位性を示す
量子コンピュータの主な期待の一つは、複雑な問題を古典コンピュータよりもはるかに高速に解けることです。古典コンピュータは通常、変数の数が増えるにつれて、指数関数的に多くのリソースと電力を必要とします。
IBMは、特定の難解な代数問題において、入力数が増加しても量子コンピュータは一定数のステップ数で問題を解くことができることを証明しました。これにより、量子計算は従来の計算よりもはるかに効率的になります。問題が複雑になるほど、量子計算によるソリューションもより効率的になるはずです。
IBMの研究者であるセルゲイ・ブラヴィー、デビッド・ゴセット、ロバート・ケーニッヒは論文の中で次のように述べています。
「一定時間内に実行される並列量子アルゴリズムは、従来のアルゴリズムよりも確実に強力であることを示しています。2元二次形式に関連する特定の線形代数問題を解くのに、量子アルゴリズムの方が優れていることが証明されています。」
私たちの研究は、計算量子優位性の無条件の証明を与えると同時に、その起源を突き止めました。それは量子非局所性の結果です。提案された量子アルゴリズムは、2次元の量子ビット（量子ビット）グリッド上に最近傍ゲートを持つ一定深度の量子回路のみを必要とするため、近い将来の実験的実現に適した候補となります。
潜在能力を示す量子コンピュータ
ここ数年、IBM、Google、Microsoft、Intelといった大手テクノロジー企業が、量子超越性、つまり量子コンピュータが地球上のどのスーパーコンピュータよりも速くタスクを解けることを証明しようと、しのぎを削ってきました。これらの企業はまだこの成果を達成していませんが、Googleは近いうちに達成できると考えています。
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一方、IBMがこの論文で示したのは、量子アルゴリズムは確かに従来のアルゴリズムよりも高速になる可能性があるが、これは、量子コンピュータがまだ十分に強力になっていないため、現在私たちが持っている最高の量子コンピュータが最速の従来のコンピュータよりも高速になる可能性があることを意味するわけではないということだ。
この論文は、量子コンピュータが一部の問題をはるかに効率的に解く能力を持ち、十分な性能に達すると、他のどの古典コンピュータよりも高速にそれらの問題を解くことができるようになることを示しました。量子コンピュータが成熟しても、他の問題は古典コンピュータによって引き続き解かれる可能性が高いでしょう。なぜなら、すべての問題に高度に並列化された量子コンピューティングのソリューションが存在するわけではないからです。
