週刊リョーシカ！

2008-10-31掲載
ちょうど１年前の10月26日にスタートした『週刊リョーシカ！』。このたび、シリーズ最終週をお届けいたします。今回のテーマはずばり量子コンピュータを作ろう！というお話。いったいどこまで進んでいるのか、どんなところが難しいのか── もちろん闇雲に試すわけにもいきませんからまず理論ができることを示し、これをインプリメンテーション（実装化）し、具体的な実験で成功し……というように実際には長い道のりがあります。今回はそんな量子コンピュータの理論と実証の研究の最先端をかいつまんでご紹介しましょう。
	こうやってみてくると、量子元年のプランクから始まって ……（中略）…… 今世紀には量子コンピュータだってもうすぐできそうじゃないですか。

	そうはいかないと思いますよ。
	それまたどうして？
	いくつもの超えなければならない壁があるからです。
	うーん……。簡単ならば、すぐできて、難しければ、すぐできない。難しいけど、すぐできる、ってわけにはいかないか。
	トレードオフですね。
	ちょっと待ってくださいよ、そういうの、リョーシには、よくありますよね。確か…… 波であるのに、粒子である。（第4週を参照） 0でもあって、1でもある。（第16週を参照） 2ビットあるけど、1つの状態。（第20週を参照）状態を知りたいのに、測定すると状態が変わってしまう。（第15週を参照）量子を操作したいのに、デコヒーレンスしやすい。（第17週を参照）

	うーん…… 全然トレードオフの関係ではないものもありますねえ。しかしまあ……量子では相反するように見えるいずれもが正しいということは、よくあると言えるかもしれません。ところで、さきほど言った「壁」というのが、やはり「トレードオフ」で……
	むむ！？
	量子コンピュータを動かすには、量子ビットを計算できるように初期化したり、エンタングルさせたり、ビットを測定して答えを読み出したり、といったことができなくてはいけません。
	ふむふむ。
	つまり量子計算するためには量子どうしを相互作用させる必要があります。ところが量子は、ちょっとでも見たりすると──
	壊れちゃう！
	相互作用させたいけれども量子的な状態を保たなければいけない。つまりデコヒーレンスしないように操作しなければいけない。ここのところがトレードオフになっているのです。
	うーん、出た、あちらを立てればこちらが立たず、痛し痒し、ですねえ。
	たとえば光を使った量子コンピューティングでは── そもそも光というのは、相互作用しやすい性質ですか？それともしにくい性質？
	うーむ。うーむ。ええい、じゃ「しない」方！

	そうです。光は、とても相互作用しにくい性質です。たいへん遠いところにある星々が、私たちの地球まで届き、星を見ることができるのも、光が途中で相互作用してどこかへ行ってしまったりしないおかげです。
	なるほど。
	そこで、光の場合は、比較的長い間、量子的な状態を保つことができます。ちなみにこの時間をコヒーレント時間といいます。ところが、相互作用させようと思うと今度はなかなかしないので、一苦労ということになってしまいます。
	ふうん。
	では相互作用しやすければいいのかというとそうでもありません。物質によっては、相互作用はしやすいものの量子的な状態を保つのが難しいという課題を持っているものが少なくありません。
	保つのにはどうするんですか？
	望ましくない相互作用が起こるとノイズが発生し、状態の量子性が失われてしまいます。そこで、ノイズを抑えるにはひとつには、十分に温度を下げるという方法があります。

	そうなんだ。
	いろいろな方法が試されていますが、将来の量子コンピュータがどこから生まれてくるのかは、まだわかっていません。しかし、実験の世界では特に近年、いろいろと新しいことができるようになってきていますね。
	“ありがたい、ありがたい。” 量子という新しい時代のつちおとが聞こえてきますねえ。
	では、このへんで。
	えっ！
（おしまい）
いかがでしたか？ 1年にわたりお送りしてまいりました『週刊リョーシカ！』。今回でひとまずおしまいです。毎週読み切りのスタイルなので、どのページでも、ぜひお気軽に振り返ってリョーシ理解にお役立ていただければ幸いです。下の「コンテンツいちらんへ」のリンクからもご覧いただけますが、簡単なリンク集をもういちど付けておきますね。『週刊リョーシカ！』目次第1集：マトリョーシカ編第2集：量子力学編第3集：情報処理編第4集：確率の考え方編第5集：量子コンピュータ編バナーも作ってみました。よろしければみなさんのサイトやブログに貼ってお使いください。では、また逢う日まで！これからもリョーシカ！をどうぞよろしくお願いいたします。