画像は公式サイトより 東京大学素粒子物理国際研究センター（ICEPP）の研究者が選定・執筆した、量子コンピューティングを手を動かして学びたい人向けの入門教材「量子コンピューティング・ワークブック」が無料公開されている。SNS上では本教材について「面白そう！」「いい時代になったなぁ」などのコメントが見られる。 本教材は、量子力学や計算科学の前提知識を極力必要とせず、大学1年程度の数学とPythonプログラミングの知識があれば、ゼロから量子コンピューティングを自習できるような教材を目指しているという。 公式サイトより 内容は「量子コンピュータに触れる」「超並列計算機としての量子コンピュータ」「量子ダイナミクスシミュレーション」「ショアのアルゴリズム」「グローバーのアルゴリズム」「変分法と変分量子固有値ソルバー」「量子・古典ハイブリッド機械学習」「補足」で成り立っている。 公式サイトでは「私たち
注射器やピストンに閉じ込めた空気を押し潰していくと、はじめは簡単に圧縮できますが、押せば押すほどさらに力が必要になってきます。 しかし閉じ込めたのもが空気ではなく光子の場合は少し違うようです。 ドイツのボン大学（University of Bonn）で行われた研究によれば、小箱に光子を入れて力をかけて圧縮していくと、ある瞬間からほとんど抵抗がなくなっていく様子が実験的に確認された、とのこと。 しかし、いったいどうして光は途中から圧縮に必要な力が減るのでしょうか？ 研究内容の詳細は2022年3月24日に『Science』にて掲載されました。
量子コンピュータの性能を決めるものCredit:ナゾロジー量子コンピュータは上の図のように「0」と「1」の状態を重ね合わせる量子ビットによって構成されています。 既存のコンピュータのビットは「0」か「1」のどちらかの情報しか持たないので、2ビットの計算結果を表すには上図のように4通りの計算をしなければなりません。 しかし量子コンピュータの2量子ビットの場合は、「量子もつれ」により「0」と「1」の状態が同時に存在しているので1通りの計算で終わります。 従来では4通りの計算をしなければならないのに、1回の計算ですべての結果を表現する不思議な性質を量子コンピュータは持つのです。 まるでSF世界のような話ですが、量子コンピュータは、組み合わせの数だけ複数の世界で同時並行的計算を行っている、と考える科学者までいるとのこと。 平行世界で行われた計算は、終わった瞬間に現実世界で1つに収束します。 しかし
二重スリットは時間軸にあってもいいようです。 英国のインペリアル・カレッジ・ロンドン（ICL）で行われた研究によって、光の波としての性質を証明する二重スリット実験の干渉効果が、2つの物理的スリットではなく、同じ場所で2連続で開閉する時間的スリットでも観測できることが示されました。 通常の空間的二重スリット実験では、光子が空間的に離れた2つのスリットを通過すると、右側を通った光と左側を通った光が干渉し合って干渉縞を作ることが知られています。 今回の新たに行われた時間的二重スリット実験は時間的に先（過去）に通った光と、時間的に後（未来）に通った光が相互作用し干渉縞を作ることを示唆しています。 量子力学の不思議さを象徴する二重スリット実験の肝である「スリット」が空間的隔たりだけでなく時間的隔たりにおいても機能するという結果は非常に驚きです。 研究内容の詳細は2023年4月3日に『Nature P
MIT（マサチューセッツ工科大学）の研究チームによって、はじめて人間サイズの巨視的な物体に「量子的ゆらぎ」が観察されました。 量子的ゆらぎとは、物体の位置が確率的にしか存在できない状態を意味し、これまでは微視的な世界でのみ確認されてきました。 しかし7月1日に「Nature」に発表された論文によれば、200キロワットのレーザービームを40キログラムの鏡に照射することで、鏡全体を10 -20メートルの幅で量子的ゆらぎ状態にすることができたとのこと。 40キログラムといえば、小柄な女性の体重に匹敵します。 ゆらぎの幅は非常に小さいものの（水素原子の大きさは10 -10メートル程度）人間サイズの巨視的な物体に量子効果が確認されたのは、はじめてとなります。 さらに、検出装置を調整することで、ゆらぎ幅の最小値を不確定性原理によって定められた標準値を突破できました。 不確定性原理とは、物体の位置は量子
大阪大学の藤井啓祐教授は、量子コンピューター研究におけるトップランナーの1人。今回は特別に、量子コンピューターの過去現在未来を私たちにもわかりやすく解説していただいた 〈後編はこちら〉 あのGoogle論文を査読した日本人教授に聞く 2019年10月、「量子超越性を達成した」というGoogleの発表は世界に大センセーションを巻き起こした。量子超越性とは、現在のスーパーコンピューターでは長時間かかる計算を、量子コンピューターを使えば遙かに速く実行できることを意味する。Googleは、同社製の53量子ビットの量子コンピューターを使い、現時点で最速のスーパーコンピューターを使っても解くのに1万年かかる問題を、10億倍速い200秒で解くことに成功した。 この発表は、大きな話題となり、比較対象のスーパーコンピューターを開発したIBMから2次記憶も利用するなどで2.5日でシミュレーションできるといった
量子基礎論の初学者や専門家ではないと思われる方が事実であると誤解しやすい（かもしれない）五つのことがらを挙げてみたいと思います。 はじめに：誤解とは何か？この記事では，「事実とはいえないことを事実であると解釈すること」を『誤解』とよぶことにします。明らかに事実ではないことや現時点では事実であるか否かがわかっていないことを事実だと捉えることは，誤解といえるでしょう。また，物理学としての量子論に限定し，事実であるか否かを物理的な立場から考えることにします。各用語の定義として，できるだけ一般的と思われるものを採用することにします。 誤解1：量子論に『観測問題』は存在しない『観測問題』の定義によりますが，一般的には量子論の測定に関する各種の基礎的な（かつ未解決の）問題のことを意味するようです。たとえば，以下のような問題が考えられます。 測定は『誰』が行えるのか？（例：無生物は測定できるのか？） 測
アインシュタインの重力理論と量子力学の統一を目指す新理論――時空は量子的ではなく古典的 - fabcross for エンジニア
アインシュタインの古典的な時空概念を維持したまま、重力と量子力学を矛盾なく統一する革新的な理論が発表された。この理論は英ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン（UCL）によるもので、2023年12月4日付で『Physical Review X（PRX）』と『Nature Communications』それぞれに異なる論文が掲載された。 現代物理学は、宇宙における最小粒子を支配する量子論と、時空の歪みによって重力を説明する、アインシュタインの一般相対性理論という2本の柱の上に打ち立てられたものだ。しかし、これら2つの理論は互いに矛盾しており、この問題は1世紀以上にわたって解決できていない。 一般的な仮説は、アインシュタインの重力理論が量子論に適合するように修正されなければならない、つまり「量子化」されなければならない、というものだ。量子重力理論の有力候補である「弦理論（ひも理論）」と「ループ量子
1つの粒子の持つ質量と性質を分離する量子チェシャネコ量子チェシャ猫とは、粒子の物性(スピンや質量など)のみをその粒子から分離できるという近年提唱された量子力学的な理論です。 この理論では1つの粒子を質量を担当する部分と、性質を担当する部分に分離させるという、極めて不思議な現象が起こると考えられています。 名前の由来は「不思議の国のアリス」に出てくるチェシャネコです。 作品中、チェシャネコはアリスにたびたび話しかけますが、立ち去る時にはまず体部分が消えて笑顔だけが残されます。 つまり体重が消えて笑顔だけが残る時間があるわけです。 これまで量子力学では1つの粒子が2つの場所に同時に存在したり、もつれ状態にある粒子が観察によって一瞬で常態が決定したり、過去と未来が干渉したり、因果律が崩壊して因果の重ね合わせが起きたりと、日常の常識や人間の直感に反するさまざまな現象が現実の世界で起こり得ることが示
【速報】エレコムが「量子コンピュータボード」を公開 汎用PCで量子アニーリングやイジングマシンを実現する拡張FPGAボード - ロボスタ ロボスタ - ロボット情報WEBマガジン
エレコム株式会社は従来のパソコンにPCI拡張ボードとして装着し、量子アニーリングに特化した機能を発揮する「量子FPGAボード」を公開した。公開したのは開発中のもので、2021年末に試作デモ機が完成予定としている。 現在のPCでは、長時間かかったり、計算が求められないような膨大な「組合せ最適化」問題に対して、高速に処理して回答が得られる「量子アニーリング技術」が、将来は手軽に導入できるようになることが期待できる。「組合せ最適化」問題は金融や保険分野のほか、従業員のシフト作成業務などでも活用が待たれている。 エレコムが公開したのは、東京ビッグサイト青海展示棟で開催中の「第1回 量子コンピューティングEXPO【春】」の同社ブース内。開発しているのはエレコムグループのなかでも先端技術の開発を行っているエレコム子会社のディー・クルー・テクノロジーズ(D-CLUE)だ。 業務用プリンター向けの高速転送
『量子力学的習慣術』書籍紹介と感想
『時間と空間を操る「量子力学的」習慣術』 習慣術というよりは「こんな考え方で生活しよう」といった内容です。 著者、村松大輔先生の前著である自分発振の本が面白かったので続けてこの本も読みました。 厳密にはオーディブルの朗読版を聴きました（1.5倍速→2倍速→2.5倍速で3回通して聴いたのでだいぶ頭に入った）。 自分から発する感情が現実世界を変えたり、時間の流れ方を変えたりするのだということを、量子力学の知識を駆使して説明してくれるのでとても納得できます。 個人的に心に残っている部分を紹介していきます。 感情は粒であり振動でもある 量子力学について深く知ろうとすると終わりが見えなくなりますが、とりあえず僕たちの感情はフォトン（光子）と呼ばれるものすごく小さな粒でできているとイメージしてください。 そしてそれは粒ともいえるし、波や振動そのものともいえるわけです。 振動数は感情の種類によって違い、
＜重要なのは、現在のコンピューターのように身近なマシンになるかどうか。実は既にIBMが小さな量子コンピューターを無料で公開している。また、量子回路の設計だけなら高校レベルの数学で十分。人々の生活を一変させるような素晴らしい用途は、これから生まれてくるだろう＞ （本誌「いま知っておきたい 量子コンピューター」特集より） その昔コンピューターは科学者や訓練された専門家だけが扱う大掛かりな機械で、普通の人は触ることすらできなかった。それが一変したのは1970年代後半だ。 コンピューターははるかに小型になり演算能力も上がったが、それ以上に「誰が、どこで」使うかが変わった。普通の人が自宅でコンピューターを使う時代が到来したのだ。 量子コンピューターは今、幼年期にある。アメリカではグーグル、IBM、NASAが初代のマシンを組み立て、実験を行っている。中国も量子技術の開発に巨額のマネーを投資している。
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原子核の衝突現場はブラックホールとよく似ている？
【▲ 図: 100億kmの大きさを持つブラックホールと、1000兆分の1mしかないカラーガラス凝集体に共通点があることが判明した（Credit: Event Horizon Telescope Collaboration (左) / Brookhaven National Laboratory (右側).）】私たちの身近に存在する物質は原子でできていて、原子は電子と原子核で構成されています。原子核は陽子と中性子の組み合わせでできており、陽子や中性子は「クォーク」という6種類の素粒子が3個ずつ組み合わさってできています。3個のクォークが陽子や中性子を構成したり、陽子と中性子が原子核を構成したりできるのは、「グルーオン」という粒子が媒介する「強い相互作用」と呼ばれる力で結合しているからです。 しかし、「3つのクォークがグルーオンで結びついている」という説明は、私たちの身近な環境でのみ通用する近
私たちの生きる世界は「ブレーン」に閉じ込められている？相対性理論と量子論を融合させるためのモデル（本がすき。） - Yahoo!ニュース
『ワープする宇宙』NHK出版 リサ・ランドール／著 向山信治／翻訳 宇宙を扱う研究者の多くは、「万物理論」を探し求めている、と言っていいだろう。これは、宇宙の始まりから終わりまでを統一的に説明できる理論のことだ。候補になり得ると言われている理論は色々とあるが（以前「大栗先生の超弦理論入門」で書いた「超弦理論」もその一つ）、現在まで「万物理論」を発見できた者はいない。 現時点での最大の障害は、「相対性理論」と「量子論」の融合にある。「相対性理論」と「量子論」については、以前「宇宙は「もつれ」でできている 「量子論最大の難問」はどう解き明かされたか」でざっと書いたが、もう一度簡単に説明すると、「相対性理論」は非常に大きなものに適応される理論であり、「量子論」は非常に小さなものに適応される理論である。「相対性理論」は天体などの動きを、「量子論」は原子などの動きを予測するのに使われる。 では、一体
ご機嫌いかがですか メイもんです リビングの数カ所に ” 積んどく“ 中の、複数の本があります... 少しずつ、目を通していきたい。。というのが 今年の ささやかな「 抱負 」のひとつ、なのでした (*'▽'*) ◇◆◇◆◇ 元日に 手にしましたのは、こちら ↓ とは言え、まだ イントロダクションの途中までです (^_^) 《 このページの文章を、信じよう 》と 思いました 「 波と粒子の二面性 」も「 状態の共存 」も事実 「 量子論を理解するためには、 ミクロな世界では、日常の世界の常識とは かけはなれた現象がおきていることを、受け入れる必要があるので す。 」 なるほど。。 コロナ禍で、「 日常の世界の常識 」が コロッと変わったりしましたので、受け入れ態勢バッチリです^ ^ 「 ミクロの世界では一つの物が 同時に複数の場所に存在できます。 しかし、その物が増えるというわけでは
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東京大学、量子コンピューティング入門教材が無料公開 ゼロから自習できる教材目指す | Ledge.ai
光を圧縮していくと”存在確率が重なって逆に圧力が下がる”現象を確認 - ナゾロジー
実現されつつあった「量子コンピュータ」は、放射線によって機能が制限されると判明 - ナゾロジー
二重スリット実験を物理的スリットではなく「時間の切れ目」で再現成功！ - ナゾロジー
人間サイズの物体に「量子的ゆらぎ」が確認される！ ゆらぎ幅のコントロールも可能に - ナゾロジー
量子コンピューターは物理法則で許された最強のコンピューターである！ (1/4)
量子論において初学者が誤解しやすいいくつかのこと｜Kenji Nakahira
粒子の性質だけを粒子の質量から分離する量子実験「量子チェシャネコ」とは？ - ナゾロジー
量子コンピューターを誰でも使える、そんな時代はもう始まっている
１３０年ぶりに変わる重さの定義、おもりから量子力学へ：朝日新聞デジタル
“ 二面性 ” と ” 共存 “ / “ 翁 “ の 父 ( 96 ) - うたと からだと わたし