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はい、みなさんこんにちは。kkeethことくわはらです。
本日もやっていきましょう。
kkeethのエンジニア雑談チャンネル。
この番組では、Web業界やエンジニアリング、いろんな技術についての情報を、
雑談形式で発信していきたいと思います。
で、今日ですけども、
昨日ですね、また、とある動画を、YouTube動画を見ていて、
あそこで、物理の話がされてたんですね。
すごく、僕は物理やったことがないし、本格的に大学で研究したこともないので、
本当に文外観なんですね。
物理を解くための道具としての数学というものがあって、
数学に関しての研究は、何度かお話しした通り、
僕がやってきたものは、複素解析がものすごく僕は興味を持ってます。
そもそも解析学が好きだったんですけど、
その中で複素関数というものがあって、
その複素関数、複素解析のお話にちょっとのめり込んだことがあって、
その発展として、リーマンゼータというものがあるんですね。
リーマンのゼータ関数というものを使った、とある予想、
名前を関したリーマン予想、こちらの研究をしてたんですけど、
そんなことはまあどうでもよく。
で、数学じゃなくて、物理の話で、
物理と数学は本来そういう道具としたるテーマみたいなところがあるんですけど、
昨日のYouTube配信の内容がまあすごく面白くて、
最近ちょっと話題になってるのかな、わかんないですけど、
まあ僕の中でも超ホットなトピックなんですけど、
Xでも動画のURLを昨日シェアしたんですけど、
まあちょうどこちらの配信、概要欄にも載せておきますが、
カリフォルニア大学バークレー校の教授をされている野村先生という方がいらっしゃって、
まあこの方々がひたすら物理のお話を説明してくださるんですけど、
まあ社会人に向けた物理学みたいなお話で、
たまに数式とかもちろん出てきますけど、
全然数学とか理解しなくても見れる動画で、
まあ面白いですね。
昨日上がってたのが、
アルベルト・アインシュタインの相対性理論の話です。
相対性理論って特殊相対性理論と一般相対性理論という2つがあって、
順番的にはちなみに特殊相対性理論が先に生まれて、
それを一般化した一般相対性理論という2つがある。
アインシュタインのいかに天才なのかっていうところがまた語られてて、
すごく面白かったんですけど、
相対性理論って抽象化をして説明していただいているんですけど、
これ見るだけでわりとわかった気にはなれるのがすごく面白かったんですよね。
僕の聞きかじった話をさらにここで話しても、
雑な情報でしかないので、
YouTube動画をぜひ見ていただければと思います。
めっちゃ面白いですよ。
タイトル的には相対性理論、
6歳にわかるように説明してみようっていうタイトルですね。
昨日その動画を見てて、
物理の話僕はよくわからんけど、
物理というとなんとなくやっぱり量子力学の話って物理の中で絶対出てくるんですけど、
量子というワードを見るとやはり、
プログラマー、エンジニアをやってる人だと量子コンピューターとか量子コンピューティングっていうワードが引っかかると思う。
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僕はあんまり量子コンピューティングとか理解してないし、
調べたことなかったんで、
今日はそれについて軽く調べた話をちょっとしてみようかなという感じです。
前置き長かったんですけど入っていきましょう。
量子コンピューティングっていうのは従来のビットに変わる量子ビットって言われるもんですね。
9ビットって言ったりしますし、
9ビットと呼んだりしますけど、
こいつを用いて複数の状態っていうのは同時に表現することができるんですね。
これによって今までのコンピューターと違って計算速度が飛躍的に向上するんですよね。
数学の2倍にはなってるはず。
同時に複数の状態が表現できるっていうのが画期的だった。
これによって現在の暗号書き術っていうのを脅かす可能性があるみたいな話も前回したと思いますけど。
それと同時にですね、量子暗号化っていうものによってより強固なセキュリティ対策っていうのが
ウェブ開発に導入することができそうだな。
あとはデータ処理としてやはり計算速度が飛躍的に上がるので、
大量のデータも高速に処理できるようになるよねという話があり、
機械学習とかデータ分析の分野で進歩をもたらすことが期待されるよと。
これによってパーソナライズされたユーザー体験とか、
より高度なデータ駆動型のウェブアプリケーションっていうのが可能になるかもねっていう話です。
他にもARとかVR技術とかを組み合わせたりすることができるのかなって話はあるんですけど、
直接量子コンピューティングとは関わりはならそうな気はします。
もちろんARとVR技術とウェブ開発との関連性だったり、
これらがどう関わり合って、関連し合って進化するのかっていうのは別の話としてはありますけど。
僕は今そんなAR、VR、興味ないことはないです。めちゃめちゃ興味あります。
VRじゃなくて僕はARの方が興味ありますね。
その世界に飛び込むよりも、今の世界に何か新しい形を作り出したり、
面白いものを生み出せた方が好きなので、
VRの世界に入るっていうところも興味ないわけじゃないですけど、
個人的にはARの方をやってみたいはずっと頭の中にはいますね。
趣味の範囲は多分出ないと思うんで後回しになってるというところです。
VR技術のちなみに余談をすると、
これによって僕が聞いた事例でいくと、
アイダル業界だったり不動産業界に新たな体験を生み出したっていう話が僕は好きで、
例えばその物件の内見をしなきゃいけないんですよね。
下見をするとかなんですけど、それをVRで仮想的に作っておいて、
擬似的に同じように内見を体験できるっていうところがすごくいい話だと思いましたね。
ちゃんと技術の進化を現場に落とし込めているなっていうので、
すごく僕はこの話はよかったし、
実際にそれできるんだったら足運んでとかやらなくていいのですごく楽ですよね。
全部デジタルなので長さとかも測れたりとか、
そういうデジタル情報とかをパッと保存して共有してもらえたりもしやすいので、
これはありがたいですよね。
実際のものを見なきゃわからないかもしれないですけど、
少なくとも数字的に全く同じものを再現っていうのはできるはずなので、
それさえしてもらえればいい。
同じようにいかなきゃいけないんだけど、
それをいかなくても良くするっていうのがブライダルですよね。
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結婚式上の内見もそうですし、
ドレスとかも本当はやろうと思ったらできるんですかね。
今やどこまでプロダクトが進歩しているかわからないですけど、
その時の結婚式の衣装の確認だったり、
試し着とかをオンライン上でできるんだったらそれもいい話だよなってなるので、
VR技術っていうのはそういう意味で僕も関心がないわけじゃないです。
社会的な意味で。
あとはアクセシビリティとかですよね。
今まで障害を持つユーザーに対して新しいアクセス手段っていうのを提供することができる。
ウェブだけだと単なる画面とかモニター上でしかできなかった。
そこで見た目とか音とかももちろんあるんですけど、
もう少し語感に訴えるようなものができるようになったら、
触覚までいけたらさらに素晴らしいんでしょうけどね。
これもいろんな研究がされていまして、
ロボット的なもの、いろんな器具をつければ触覚も体験できるっていう話はちょいちょい聞いていますので、
そういう意味でAR、VRとアクセシビリティの進化っていうのも期待できるのかなって感じはします。
僕はどっちかというと量子コンピューティングの方がちょっと気になっていて、
量子コンピューティングはなぜ暗号化技術を脅かすのかっていうお話なんですけど、
これも調べたらすぐ出てくるんですけど、
やっぱり計算能力がバカ高いってところが主な理由になっていて、
従来のコンピューターはそのビットを使って計算処理をしています。
その各ビットは0または1の状態を持つんですけど、
量子コンピューターっていうのは量子ビットっていう9ビット、もしくは9ビットって読みますけど、
こちらを使用して特有の量子力学の原理、
重ね合わせとか絡み合いみたいなワードがあるんですけど、
こちらによって0と1の状態を同時に持つことができるんですね。
このため量子コンピューターは複数の計算を並行して行う能力があるっていうので、
特定の処理の計算において従来のコンピューターを遥かに超える速度っていうのを持ってしまうんですよね。
今の暗号技術の話で、僕もあんまり詳しくはないですけど、
確か暗号技術の根幹にあるのって楕円曲線とか楕円関数論とかを使ってた気がします。
いろんなものがあるんですけど、一応楕円曲線暗号って言われたりするらしくて、
こちらを用いてやっていると。
このアルゴリズムが脅かされる公開暗号の一つ。
楕円曲線暗号ってのは点の乗算、かけ算ですね。
乗算の逆問題、離散対数問題っていうのがあるんですけど、
効率を解くことができる。
今まではそれを解く角度が難しかったんですけど、
量子コンピューターが計算速度ばっかり高いので、
そいつのパワーに依存してしまうんですけど、
この問題も効率的に解く可能性があると。
そうなると根幹となる理論が突破されてしまうので、
暗号技術への影響があるんじゃないかと。
公開カニ暗号の脆弱性の話が一応あって、
公開カニ暗号、非対称暗号と言ったりするらしいです。
インターネット上での安全なデータ転送ですね。
いわゆるSSLとかTLSとかに広く使われているものですけど、
この方式っていうのは、いわゆる素数の素因数分解することが
計算上困難であるところに立脚をしてるんですよね。
この辺は皆さんご存知かもしれないです。
とにかくバカでかい大きな素数の因数分解は計算が大変だよね。
その大変さに依存して公開カニ暗号の強度が測られている。
ピーター・ショアっていう人によって提案された
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ショアのアルゴリズムっていうものがあるらしく。
これが量子コンピューター上で実行されると、
従来のコンピューターで実現不可能な速度で
大きな数の素因数分解ができてしまうと。
今まで使われているRS暗号などが
迂回されるかもねって話です。
対策と将来の話は一応あって、
量子コンピューティングをそもそも暗号技術に
転用してればいいじゃんって話が別であるんですよ。
それが量子暗号化って言われるものです。
量子体制とか量子安全暗号の開発とかも進められていて、
これには量子コンピューターでも
効率的に解けないとされる
数学的問題に基づく暗号式が含まれるよと。
あとは量子キーっていうものがあって、
それを配布するなどなど、
量子力学の原理自体を利用して
通信のセキュリティ強化も研究は今も進んでいるというところで。
イタチごっこになる可能性はありますけど、
ただ今までのものとは一段階引き上がった
暗号技術が生まれるのは確かではあるが、
今の問題を単純に
今までのビット計算から
9ビット計算に
フィールド変えただけじゃね?感は正直あって、
どうなんだろうって話はありますけど。
ちなみに量子暗号化とは何ですか?
軽く調べてみたんですけど、
これは量子力学の原理を利用した技術になっていて、
その中でも特に注目されているのが
先ほどもちょっと出ました量子キーの配布ってやつですね。
Quantum Key Distribution
QKDと端折ったりするらしいです。
これが通信のセキュリティを確保するための
量子力学の特性を使った暗号化技を
配布する技術の話です。
何のこっちゃねん感ありますが。
量子暗号化の最大の特徴っていうのは
セキュリティが量子力学の法則に基づいているため、
基本上はどんなに強力なコンピューターを使っても
解読することが不可能であるとされている。
主な原理は2つの量子力学の原理に基づいて
量子暗号化のセキュリティっていうのは考えられています。
1つは先ほどの量子の重ね合わせっていうのを使いましょう。
量子ビット、Qビットっていうのは
0と1の状態を同時に取ることができる
重ね合わせの状態にあるので、
量子キー配布ではこの性質を使って暗号化技を構成する
ビット列を生成しています。
2つ目に量子の観測による状態の変化って話ですけど、
量子の状態っていうのは観測されるとその状態が変化してしまう。
その瞬間変わると。
それを量子もつれと言ったりします。
これが第3者が通信を盗聴しようとした場合で
量子状態の観測によってキーの状態が変化し
盗聴の試みが形成されることを意味すると。
1番目の複数の状態を取るっていうのは
その瞬間、今の状態と別の状態、裏の状態に変えてしまえばいいっていう話かな。
観測された瞬間の状態が変化をするっていう量子状態っていうのがあるので
事実上不可能であると言われてますけど
原理的に抽象化するとそうなんだろうけど
なんかモヤモヤボクするんですよ。
なんか引っかかりがあるけど何が引っかかってるか分からんが
一応そういうものらしいです。
ちなみに量子系配布のプロセスについても
軽く書いてあったやつがあったので
ここを触れて今日は終わろうかなと。
大きく4段階でプロセスは分かれているというとこです。
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1つ目はまず鍵を作りましょうと。
送信者っていうのが量子状態。
通常は孔子を用いると。
ランダムなビット列を生成して
受信者に一応まず鍵を送信しますと。
鍵の受信度測定が2つ目のステップで
受信者の方が受け取った量子状態を測定して
ビット列を生成します。
この過程で送信者と受信者っていうのは
量子チャンネルと古典チャンネル
両方を使ってどの測定基準を使用したかっていうのを
確認し合いますと。
3つ目に盗聴の検出ですね。
通信に第3者っていうのが介入して量子状態を観測した場合は
その状態を変化して
送信者と受信者は盗聴の試みっていうのを検出すると。
ラスト4つ目ですね。
それで鍵を確定します。
盗聴が検出されなかったら
先ほどのビット列っていうのが
そのまま使って大丈夫なので
それを暗号鍵として使用します。
盗聴が疑われる場合は
もう一回そのプロセスを一からやり直す。
鍵作ってお互いにまず送り合って
盗聴の検出をしてOKならば
それをそのまま暗号鍵として使うようで。
公開鍵使わないのが今回は。
鍵自体が複数の状態を持っているので
暗号鍵と公開鍵というものじゃなくなるのかな。
それにちょっと書いてなかったり
僕の調べが弱いので
すみません、この辺は曖昧でごめんなさい。
この量式配布っていうのを使って
いくと現在の通信セキュリティを
向上させる可能性を秘めているんだけど
まだまだ技術的課題があったり
コストがやはり高いと。
量子コンピューター自体を
そんな一般的に広められているわけではないし
なかなか高いですからね。
っていうのもあったりするので
実用化な課題はたくさんあるが
こういう技術の未来があるよって話で。
量子コンピューティングが進化すると
暗号化技術の重要性もさらに高まるというのは
予想されてますよって話でした。
でも量子の計算速度が飛躍的に上がると
個人的には現実のIT技術とか
ウェブ開発とか
セキュリティに適用できるのもいいんですけど
僕はやっぱり数学やってたので
数学のいろんな問題を
計算速度が爆上がりした
このパワーに頼った問題解決とか
いろんな証明ができたら
面白いかなと思ったりしますね。
例えば数学の中で
4色問題っていうものがあります。
これも調べていただくと
なるほどこれねって感じですけど
ある絵とか空間を
いろんな線でバーっと区切っていくと
その区切ったもの同士を
色で塗り分けようとしたら
最低4色必要だっていう
確か問題だったはずです。
3色だと絶対隣同士被っちゃうんですよね。
必ず隣同士が被らないように
塗り分けるには4色必要だっていうのを
証明したんですけど
この4色問題って数学の世界の中では
ものすごく大きい
歴史的事件だった証明で
今も確か納得しない人いるんじゃないかな
これ何でかっていうと
コンピューターで計算をして
証明が受理された問題だからなんですよ
4色問題ってやつ
ちゃんと数学的な理論とか計算式とか
もちろんそれは裏には使ってるんですけど
それに立脚した証明じゃなくて
最後はそのコンピューターで
計算させたっていうところに
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いやいやそれほんまに正しいのか
っていうのに疑問を持つ人たちがいて
これが一つ大きな問題ではあったんですけど
数学界では一応これは証明された
というふうに認識をされていると
4色問題というものがあります
これと似たような数学的な問題
用紙コンピューティングを使うことで
新たなアプローチが生まれて
新たにいろんなものが予想から証明になって
いわゆる定理になるんですよね
なんたら予想は証明されると
定理になるんですけど
そういうものが生まれたら
すごく面白いなって気はしてて
そういう意味で両種コンピューティングの
進化っていうのは僕は期待してます
はい今回はこんなところで終わっていきたいと思います
いつも聞いてくださり
本当にありがとうございます
ではまた次回の主力でお会いしましょう
バイバイ
