【りょうしちょうえつせい】

量子超越性 とは?

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💡 特定の課題で、量子と古典の計算能力を比べる

量子計算機が特定の計算課題を、古典的な計算機では現実的に難しい条件で実行できることを示す概念。判定には、比較する手法・精度・計算資源などの条件が関わる。

📌 このページのポイント
2019年の特定課題での比較 古典計算 量子計算 約1万年 約200秒 Googleの推定 実験の測定値 53量子ビット IBMは別手法で約2.5日と推定 手法・精度・計算資源で評価が変わる
Googleの2019年論文のサンプリング課題。時間の大きさを比例した長さでは示していません。古典側の数字は推定であり、全用途の優位性を示す結果ではありません。
ひよこ ひよこ
量子超越性って、量子コンピュータが最強ってこと?
ペンギン先生 ペンギン先生
特定の計算課題で、古典的な計算機には現実的に難しい能力を示す考え方だよ。あらゆる課題や用途で速いという意味ではない。何を計算し、どの精度・資源で比べたかを見る必要があるんだ。
ひよこ ひよこ
Googleが2019年に示したのは何?
ペンギン先生 ペンギン先生
53量子ビットの装置で、特定の量子回路の出力をサンプリングし、約200秒で100万サンプルを得たと報告したよ。同じ課題の古典計算には約1万年かかると推定した。1万年の計算を実際に走らせた結果ではないんだ。
ひよこ ひよこ
IBMは2.5日で解いたの?
ペンギン先生 ペンギン先生
その2019年の反論も推定だよ。IBMはディスクを活用する別のシミュレーション手法なら、古典計算でも約2.5日で実行可能だと論じた。同じ精度や資源での比較が重要で、古典側の手法の改善によって評価も変わるんだ。
ひよこ ひよこ
普段の仕事でも量子の方が速いの?
ペンギン先生 ペンギン先生
この実験だけでは判断できないよ。サンプリング課題での結果を、そのまま表計算や業務処理の高速化に置き換えられない。実用問題でも役に立つか、既存の方法より良いかは別に確かめる必要があるんだ。
ひよこ ひよこ
Quantum Advantageとは違うの?
ペンギン先生 ペンギン先生
IBMは、実用的な問題で既知の古典手法より良く、速く、または低コストで解けることを量子優位性として説明しているよ。ただし言葉の使い方は資料による。名称だけで同じ意味だと決めず、対象の問題と比較条件を確認しよう。
ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「量子超越性」って出てきたら「特定の課題で、古典計算には難しい能力を量子計算で示すこと」と思えばだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「Quantum Supremacy」 = 量子超越性・量子優越性
💬 Supremacyは優越を意味する言葉。John Preskillは2012年の論文でこの言葉を用いたよ。Quantum Advantageとの関係は、資料が何を優位性と定義するかも確認しよう

参考資料

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