1量子ビットを制御してみよう：踊るバズワード 〜Behind the Buzzword（4）量子コンピュータ（4）（1/8 ページ）

本当に難しい話になってきました……。が、めげずに続けます。今回のテーマは「1量子ビットを制御する」です。それに関連して、量子シミュレーションやレーザー冷却方式にも触れたいと思います。

[江端智一，EE Times Japan]

「業界のトレンド」といわれる技術の名称は、“バズワード”になることが少なくありません。“M2M”“ユビキタス”“Web2.0”、そして“AI”。理解不能な技術が登場すると、それに“もっともらしい名前”を付けて分かったフリをするのです。このように作られた名前に世界は踊り、私たち技術者を翻弄した揚げ句、最後は無責任に捨て去りました――ひと言の謝罪もなく。今ここに、かつて「“AI”という技術は存在しない」と2年間叫び続けた著者が再び立ち上がります。あなたの「分かったフリ」を冷酷に問い詰め、糾弾するためです。⇒連載バックナンバー

「虚数」あらため「架数」？

　前回のコラムで、

『それにしても、本当に、この”虚数”という言葉、なんとかならんかなぁ！ ―― と思っています』

という私のフラストレーションに関して、

『この『"虚数"を「虚数」以外の言葉で表現したい』について、あなたのアイデアをお聞かせください』

というインタビューを実施しました（関連記事：量子ビットを初期化する 〜さあ、0猫と1猫を動かそう）。

　「中間数」「水平数」「i数」「奥行数」「転数」「イマジナリー数」「幾何数」……など（『諦めましょう』という諦観のお勧めもありました）、いろいろな名前を頂きましたが、私が個人的に気に入ったのは、”架数”でした。

　「架空」の「架」という意味では、”虚数”と同じようにも思えます。しかし、「架空」を、2つの空間（実数空間と実数空間ではない空間）の”空（くう）間を架け渡す数”と考えると、なかなかシックリくる良い言葉だと思います。

　とはいえ、私自身、”虚数”という称呼が消えてなくなるとは思っていません。

　なぜなら、1572年に数学者のラファエル・ボンベリ自身が、虚数を「役に立たない数」として定義したからです（なお当時は、”0”や”負数”ですら、「役に立たない」と言われていました）。

　まあ、それは仕方がないのです。そもそも、数学者は、新しい数字や数式を発見することが仕事です。

　しかし、その数学者の発見したものを、道具”として作り直し、使い倒してきたのが、技術者（エンジニア）です。

　エンジニアたちは、信号処理、制御理論、電磁気学、量子力学、地図学で使わざるを得ない、あのクソ面倒くさい三角関数の乗算、微分積分の計算を、虚数を持ち込むことで、ほとんど「足し算」同然に取り扱えるようにしました。

　今回、あらためて、高校数学の三角関数の部分を見てみたのですが、「加法定理」「三角関数の合成」「2倍角の公式」「半角の公式」「3倍角の公式」「和積・積和の公式」などを読んでいたのですが、吐きそうになりました（本当）。

　こりゃだめだ ―― 日本国の数学教育カリキュラムは、日本人を、三角関数嫌いにさせる為に作られたパッケージだ、とすら思えました。

　半角、2倍角や3倍角を学んだって、0.65倍や、2.5倍角や、3.5倍角の値を得るには、結局のところ、関数電卓かコンピュータを使わなければ、答を導き出せません（もちろん、計算時間を無視すれば、（テイラー展開を使って）紙とエンピツだけでも導けますけど、バカげています）。

　私、高校の三角関数を再履修しようという気持ちが、1mmも湧いてきませんでした ―― エクセルがインストールされたPC1台があれば十分だ、と。

　この話を、理系進学志望の娘（高校3年生）に話したところ、「パパ。三角関数の定理は、単なる暗記項目ではなく、論理的思考の訓練だよ」と言われて、ムッとしてしまいました ―― 正論はムカつくものです。

　最初から「オイラーの公式」を教えればいいのに ―― と思いつつも、そうすると虚数（複素数）という、面倒なものを、ガッツ（肚）で理解しなければなりません。

　そのためには、現実世界に対して位相が直交している「この世界からは直接見えないだけで、ちゃんと存在している世界」の存在を理解してもらう必要があります。

　「”三角関数の定理の暗記”と、”虚数世界の理解”は、どっちが、しきい値低いかなぁ」と考えつつ、いずれにしても、三角関数や虚数計算が必須となる、量子コンピュータの研究開発を支える人間は、今後も増えることはないだろうなぁ、という、暗い気持ちになりました。

　文部科学省は、近年の「異世界」を取り扱ったコンテンツのブームに乗っかって、「転生したら”i”だったが、さらにもう一度転生したら”−1”だった件」のラノベを出版するくらいの英断を……まあ、ないでしょうね。

　「だったらお前（江端）が執筆してみろ」と、私に振られても困りますし。

まずはディスります

　こんにちは、江端智一です。

　今回は、（1）1量子ビットの量子ゲートの概要と、その生々しい制御方法の実体、（2）現時点での、量子ビットを実現するデバイスの一覧紹介、そして、（3）その中でも、私が気に入った冷却量子の話を、量子シミュレーションの話と絡めながらお話をしていきたいと思います

　ですが、その前に ―― 本連載のテーマ、「バズワード」に関して、今回も最初にディスっておきたいと思います。

　現時点で、量子コンピュータの動作原理（数理的アプローチ）や、制御方法は、大体決まっています（後述します）。ただし、この方法が、唯一の方法なのか、あるいは、将来全然違った方法が登場してくるのかは、私には分かりません。

　ただ、現在の量子コンピュータは、現在の古典コンピュータの考え方から、できるだけ離れずに、そのまま（ラクして）量子コンピュータの世界に持ち込もうとしているのは事実です。

　とすれば、量子コンピュータを理解するためには、現状のコンピュータの計算方法やアーキテクチャを、そこそこ理解していることが前提となります^＊）。

＊）量子力学についても知っておくことが望ましいのですが、もしそういうことなら、私のこの連載自体、始めることができませんでしたし。

　これは、別の見方をすれば、「現状の古典コンピュータの計算方法（特に論理演算）やアーキテクチャすら理解できていない人間は、逆立ちしたって、量子コンピュータの仕組みを理解することはできない」ということです―― このように言い切られると、あなたはムカつくかもしれません。正論はムカつくものです。

　以前、古典コンピュータの論理演算 （AND, NOT, OR, NANDのゲート）の知識のない記者が、量子コンピュータの量子ゲートの設計をやったという記事を読みましたが、その無謀さに愕然（がくぜん）としました。

　はっきり言って、その記者のやったことは「英単語（古典コンピュータのゲート回路）を1つも知らないままで、フランス語（量子コンピュータ）の作文（量子ゲートのコーディング）をするような無謀さ」です。

　『よく、そんな状況で、量子コンピュータの記事に挑戦するなぁ』と、この記事を読んだ時に、その記者の勇気と心意気には感心しましたが ―― それと同時に

「ああ、なるほど、こういう、技術のレベル感（距離感／乖離感）を把握できていない人たちが、バズワードを量産しているのか」

と、肚に落ちたのを覚えています。

　うん、よし。これで、今回の「バズワード」について、最初にディスるというノルマは果たしました。

　では、今回の解説に入りたいと思います。