量子コンピュータについての導入
シュウとショウの未知の理への道のり。
この番組は、シュウとショウの気が向いた時に適当に好きなことを話しながら、
未だ知らないことわり、つまり、道のりを探していく道のりを描く番組です。
下手をしたら、二人のむちっぷりを探すだけの気のままな旅。
ゆるーくお付き合いいただけたら嬉しいです。
お疲れ様です。ありがとうございます。
いやー、今日も全くノープランなんですけど。
いやいや、でもこの前の、あの辺でもいいのかなと思ってました。
古典ラジオの番外編のタイトル忘れちゃいましたけど、量子コンピュータの。
僕が話題にしたのは、フラクタルじゃない方の話。
はいはいはい、急に量によって質が変わる?
量で質がガンって変わるみたいなのが、シュウさんの直感的な観点と少し乖離する現象なので、
結構あの辺面白く感じられたかなって思ったから話題にしたんです。
でしたよね、そうやっておっしゃってましたよね。
でも自分自身はそこに全然気づいていなくて。
言われてみたらそう言えなくもないかぐらいな。
なんか都合のいい時に都合のいい例えを持ち出して使うタイプなんだなって思いました。
いいえ、シュウさん的には構造が大きくても小さくても、フラクタル的な感じでみたいな風な感性を持たれてるなっていう。
それ自体僕も構造的に考えるとそんな感じが理解しやすかったりするんですけど、
あれはだからちょっと一つそこと全然違う次元の話だから、やっぱり人間の認知を超える部分なんだろうなみたいなところはありますけどね。
そうですね。
でも僕の都合のいい時に都合のいい例えをっていう話で言うと、
いくつかそれに当てはめてそうなんだろうなって思っちゃうところもあって、
猿の話とティッピングポイント
100匹目の猿だっけな。
そんなタイトルというか、そういう風に表現される話があったりして。
知らないです。
多分宮崎の福島市にある甲島っていう幸せな島って書いて、
大丈夫ですか。
幸せな島って書いて甲島っていう名前の島があって、
そこにいる猿があるとき海水でさつまいも洗って食べ始めた。
で、若い猿がそれを始めて、でも年老いた猿たちは保守的だからそれを全然やらない。
けど他の、その1匹の猿が最初は始めたっていう感じだけど、
他の猿が真似し始めて、最初のうちは若い猿だけがちらほらやってたんだけど、
それが100匹を超えたあたりで爆発的に広がり始めたっていう。
ティッピングポイントみたいな感じですね。
ごめんなさい、何ティッピングポイント。
ティッピングポイントっていうのはそういうのを言ったりするんですけど、
ある点を超えたらグーンっていくみたいなところをティッピングポイントって言ったりするんですけど。
それはあくまで猟の話がそのまんま急に広がるだけって言えばそうですけど、
まあなんか、コテンラジオの方でも水、ん?なんか急に雨が降るみたいな水蒸気みたいなのが集まったときに、
あるポイントから急に雨がブワーって降るみたいな、そんな話してませんでしたっけ?
急に水になるみたいな。
急に水になるっていうのは集まったときに急に性質が変わるみたいな、そもそも。
性質自体が数で変わるみたいな、ある性質を持ったものが集まって、
その性質が大きくなるとかっていうんじゃなくて、数が変わっただけで別のやつと違うものと組み合わさって性質が変わるとかだとイメージしやすいんですけど、
まあ同じ性質であろうというか、同じものが数が変わっただけで、その塊があるポイントを超えた時点で性質としてその塊として性質がガンと変わるみたいな、
なんかそんな話だったかなっていうふうには思いますけど。
僕の捉え方で言うとさっきの猟の話もそれに重ねちゃうんですよ。
なんていうか、それまでは保守的な考えみたいなのが主流だった?
主流かどうかわからないけど、まあとしなさるだけがっていう話なのかもしれないんですけど、
一気に急に広がり始めたっていうのは、数が増えたっていう表現するとただの量の変化で捉えられるんですけど、
そこから急に恐れられる対象がもう恐れなくてもいいという好奇心の対象に変わったみたいな、好奇心というか受け入れられる対象に変わった、
その芋を洗うっていう、海水で洗うっていう行為が全体に対してはそういう質が変わったっていうふうに見える部分が感じられちゃうんですよね。
量子ビットの特性
うん。
もっと言うと、庶野さんと何回かお話ししたファーストペンギンとファーストフォロワーの話。
ある時から爆発的にグリーンって入れ替わる感じがするんですよね、価値観が真逆に。
そうですね。
そういうところにも僕、質が変わるみたいなのと同じものをフラクタル的にそこに見ちゃうかもしれないと思って。
なるほど。
そういうふうに都合よく解釈していっちゃうんですよね。
それはどっちかというとそうですね、フラクタル、フラクタルってフラクタルなのか。
僕が言ってるフラクタルってそのぐらい都合よく使っちゃうんですよ。
なるほど。
そういうアナロジーみたいなのは当然あったりするでしょうね。
今おっしゃってたような感じから、しゅうさんが話しててなるほどなと思ったのは、結局同じようにそのレベル感で見ると猿って言っても猿は猿ですけど、人間とか猿で言ってもそれぞれ違うじゃないですか。
だからその分子とか原子とか言っても人間が知覚している範囲中ではもうかなり単純に近いもので同じだけども、その状態だったり個性みたいなものは人間が認知しない範囲で、
いかにでもランダム性とかものがあったりすると結局数が集まって、同質のものが集まってるっていう認識を人間はしてますけど、そうじゃないことを考えると今おっしゃってたようなことっていうのはあり得ますよね。
いわゆる違いがない同質なものって思ってるからなんか不思議に感じますけど、同じ水分子の話で言ったら水分子が2つあったら同じっていうふうな認識してるけど、実際僕らが認識しえない範疇で実は完全に同じではないから。
そう考えると量的に集まったときにそれぞれ違いがあるわけで、その違いと量でなんかすごい全体的な変化が何か生まれるっていうのも不思議じゃないなっていうのが僕は今しっくりきましたね。
そうですね。そんな感覚としても言えるかなって。僕が思いついてたわけじゃないですけど庶文さんに言われてそれもそういうふうにも全然言えるなって思いましたね。
そういう意味ではあんまりあそこじゃなかったですね。むしろその1と0と1と0みたいな。
そこは本当にわからなかったですね。量子コンピューターの。
あれはあのやっぱこう皆さん聞かれますしあそこ突っ込んでいくと相当わかんなくなっていくんで、ああいう感じの端折った感じでこうお勧められてるような感じなんで、あれでその量子コンピューターのところなんか納得みたいな感じまでたぶんいかないと思います。
あーなるほど。
そうそうそう。どうぞどうぞ。
いやそういうふうにいかないと思いますっておっしゃられるってことはある程度庶文さんは調べられて。
そうですねある程度はこんな感じじゃないかなっていうので説明はできると思うんですけど。
素人ながらですね。ざっくりそもそもその0と1みたいに表現してるのであれは庶文さんはご存知ですか?その0と1だけがあるっていうのがどういうことなのかみたいな。
一回勉強したはずなんですけどね一応プログラマーだったんで。最初はわかった気になったっていう記憶はあるけど今説明してって言われたらなんか電気が通る通らないで0と1を表現してるくらいしか。
それそれそれです。結局0と1っていうのを物理的に表現しないといけないわけじゃないですか。情報として。
その0と1っていうのがだから単純に言ったら電流通る通らない電圧かかってるかかってないみたいなそういう物理的なスイッチなんですよね。
スイッチでこう制御して物理的にその電圧とかでこう電圧を制御してそれを制御するわけじゃないですか。
だからその1ビットっていうのは電圧かかるかかからないか。電流流れるか流れないかでも言っていいと思うんですけど。
それで1か0かみたいなのを物理的に表現するわけですよね。それで演算をしていくっていうのが古典的な古典コンピューターの話で。
だから1か0かっていう物理的に一個ある素子が1か0かっていうふうなしっかり情報を持ち得ない。それが1ビットって言われるものですね。
漁師コンピューターが1と0と1、0両方みたいな話。これはなんていうんですかね。1と0に対して1と0と1と0の両方3つっていう意味じゃないですよね、まず。
んーじゃないんですね。3つあるっていう意味じゃないんですよ。そっちの1と0は流れる流れないみたいなところで言ったときに、そこが物理的な方で漁師コンピューターの方ではやるのは結局そういう漁師。
漁師って言っていいのかな。いわゆる観測体。情報を物理的に制御するもの自体がそういう電流通る通らないじゃなくて、そいつがその状態がいっぱいあるんですよ。いっぱいある説明が難しいな。
えっと、あのですね、1、0じゃなくて、えっと、なんかこう波ってあの、一回聞いたことありません?なんかこう波動か、あれなんて言ってたっけな。えっと、この、波でもあるし、あの、波でもあるし、なんでしたっけ?
僕の、僕の表現は間違えてると思うんですけど、高校生くらいの時にNHKスペシャルで見たやつで言うと、いや、それでいいと思います。漁師には、漁師でもある、波でもあるか。うん、漁師の性質と波の性質と両方を持っていると、すごいちっちゃい漁師はっていうのかな。
それが、それがその、だから両立するみたいなところで、その2つの状態を両立できるみたいなものが多分その前提としてあって、まあそれをこう0、01、それを0と1っていう情報にこう置き換えると。
それは、漁師の状態を0、波の状態を1みたいな。
ただ、ただこれ自体は、無限にその状態があるんですよ。
無限?
無限にあるんですよ。
理論上はですね、無限にその状態があるっていうのは、
一つのちょっと具体的などういう物理のその、物理的にそのものをちょっと表現できないんですけど、
そういう漁師、漁師コンピューターでいう漁師ビットっていうものはがあるとして、それが1と0っていう状態を用いる。
それを同時に用いるっていうのは、その漁師ビットが1が70%、0が30%みたいな状態になり得るんですよ。
あー、そういう意味で無限。
はい。で、1が77%、0が23%とか。
ここ結局分解能次第なんで、無限に情報量としては持てるから分解能が無限こうあるんですよ。
なるほど。77.77777とかもできる?
はいはいはい。
ただそこが、そこが結局そういう状態を制御できるかとか分解能をできるかっていう、技術的にどこまでいけるかっていうところに限界があって。
だからその技術的なところの話になってるっていうのは多分そういうところだと思うんですよ。
そういう話も出てきたんでしたっけ?
エンジニアリング、エンジニアリングでっていうところだから資金が投入されてるみたいな話になってたと思うんですけど。
あー、でしたかね。すみません、忘れちゃってましたけど。
いやいや、全然、それはいいんですけど。
だからその01と01っていう3つの情報量っていうわけじゃなくて、その1つの漁師ビットに理論上は無限のその分解能があって。
で、その同時にそれをしかもその、同時にモチウール。
ん?ん?ごめんなさい、同時に?同時にかー。
えー、その同時にがなかなかあれですね。
いや、同時にモチウールじゃないな。
はい。
情報量としては1つの漁師ビットで、その10のパターンが10を両方持ってる状態。
全て100%1、全て100%0っていう両極端があったとして、その間のが無限にあるので、
そこを取り入るからいっぱい情報としてはある。
情報量って言っていいかわかんないですけど。
で、そうしたとき、あとこの状態のときに、例えばその70%30%の状態がこういう状態だっていうときに、
えーと、逆にその、じゃあ30%70%のこういう状態だっていうところに相関関係があるらしいんですよ、いろいろ。
ん?相関関係?ちょっとわかってないかも。
うん、じゃあ難しいな、やっぱりスペシャルの。
すいませんね。
量子ビットの基礎理解
いやいやすいませんとかじゃなくて、完全にたぶん理解できてないから、うまく説明できてないんですけど、
量子ビットのポテンシャルとしては、なんでその、いろんな状態を無限に持ちうる?
うん。
無限に持ちうるから、えっと、量子ビットの個数。
ん?
個数、沖縄数?
いや、個数ですね。
あ、個数、はいはい。
n乗、n乗だっけ?3乗、2の、あ、あったか。
2の、2のn乗、2のn乗って普通だよな。
ん?
えーと、ちょっと待って、うざい?
はい。
混乱してきたな。
いやいや、僕もね、なかなか限界しきれる自信はないけど。
はいはい。
いや、なんかその、結局2のn乗、理論上は無限にあるけど、
そっかそっか、何通り扱えるかですよね。
だから、n乗、n乗、n乗、n次元だから、また勉強し直してきたほうが良さそうだな。
あ、そっかそっか。
だから、そうだそうだ。
で、そのn乗、さっきの1量子ビットで、無限の分解能があるので、
その量子ビットが、何ですかね、
例えば普通のビット、古典的なビットだと、その3個あったら、
いわゆるその1つの1ビットが、2の1乗、2の2乗、2の4乗とか2の3乗か、
わかります?パターン数を3ビットで何パターンを表せるかみたいな1と0の組み合わせで。
計算能力の違い
ちゃんとわかってないかも。
1ビットが、古典コンピューターだと、1ビットで2表せるって思ってるんですけど、合ってます?
はいはい、2通り。
だから2ビットが2の2乗。
はいはい。
で、3ビットが2の3乗っていう理解をしてます、とりあえず。
はいはい、そうでいいよな、多分。
1ビットが1、0、1通り、いや2通りいけるかな。
で、それでいったときに、
まあその個数が増え、あ、でもそこは計算が早いっていうところとは別問題なのかな。
へー。
10ビットが2の0乗、結局こうビット数が多ければ多いほど、
はい。
まあ計算パターンが多く示せるから、
うん。
うん、っていう話だけど、
うん。
常識ビットもビットが多いほど、
うん。
そこが表せて、
うん。
ただ分解の次第でそこがどこまででもいけるんだけど、結局ビット数になっていけないから、うん、ここじゃないな。
話の本質じゃない気がする。
なるほど。でも今僕は勝手に、あーなるほどって思った部分はあったんですけど。
本当ですか?
いや僕はそもそも0と1の両方っていう3種類だと思ってたもんで、
うんうんうん。
それ、
3種類あるから、その3の1乗、3の1乗とかっていう話じゃないですよ。
うーん、じゃないんだ。
じゃないですよ。その、うーんと、
ざっくり言うと、
はい。
に、例えばその、えー例えばじゃないな、えー古典コンピューターが01?01でこう計算進めるときに、
うん。
その1回1回こう切り替えていくわけですね、01とかっていうのを電流流れてる流れてないっていうのを1個1個こう切り替えて、
はい。
で計算処理をこう進めていくわけですけど、
うんうん。
その8ビットあったらその8ビット分でこう計算を進めていくと、
うん。
順々に1つ1つ切り替えていくみたいな、
うんうん。
そのクロック周波数に応じてですね、
うん。
で、でそれに対して、
うん。
その1と0の同じ状態を持てるから、1つのビットで、だからあの分解能がある分を同じ、あの複数の状態を持てるんですよ。
そこがちゃんと分かってないな、複数の状態を持てる。
うん。
えーと、古典コンピューターだったら1、0じゃないですか。
うん。
で、えーと、量子コンピューターの1ビットで、まあ同じ度表でほんのり考えられないと思うんですけど、
うん。
その量子ビットでいけば、えーと1100%、0100%、で0と1のあとは、えーと組み合わせが、そのどれだけのその割合で制御できるかの分解の次第みたいな。
うん。
だから、0、0、1、0、1じゃなくて、の3つじゃなくて、0、1がそれぞれ100%を端とした、えーと、0、70%、0、80%、0が50%、もう1の方は言ってないですよ。
はい。
とか、そういう0と1の割合数パターンがあるじゃないですか、情報として。
はい。
だからそこの、その状態を維持できるように制御できるか次第で、えーと、1ビットで持てる情報が複数ありますよね。
だから0と1だけじゃなくて、そのパターン数としては2でしょ、0と1が。
ごめんなさい、パターン数としてはのあとがちょっと聞き取れなくて。
パターン数としては、0と1は2つじゃないですか。
2つ、はい。
で、量子ビットの場合には、だからこれ理論上無限個あるわけですよ、1ビット、1量子ビットで。
うんうん。
で、それが技術的な限界で、まあどれだけあるかっていうのがあるけど、もうその数が多数あると、2に比べて。
うんうん。
で、これがいかに制御できるかっていうのと、で、その時にこう5個あっても結局1個1個しか計算してないんだってあれなんですけど、
量子コンピュータの場合、この状態っていうのが、同時に重ね合わせてその状態を持てる。
で、その重ね合わせて持てるっていうのが、そもそもその0と1の状態を重ねて持ってるっていう意味合いがありますよね。
ちょっと待ってください。
はい。
いやいや待ってください、ちょっと僕が今知ってるレベルのことを先に話させてもらってもいいですか?
あ、もちろん。
僕もね、そのコテンラジオもう一回聞き直してみますって言ったんですけど、実は聞き直せてなくて、その代わりジェミニに聞いてみたんですよ。
はいはいはい。
そしたらそこの重ね合わせっていう単語が出てきたんですね。
うんうん。
0と1とその重ね合わせっていうものが使えるから、規約的に早くなります。処理が早くなります。
で、そこのところ、その意味がよくわからないっていう聞き方をしたら、エンドレスに同じ返事が返ってきたんですよ。
重ね合わせだと、とにかく。
まあ頑固ごじじいぐらい重ね合わせしか言わなくて。
面白い。
ごめんなさい、それだけちょっと挟みたかったんですけど、それがまだ要は全然わかっていなくて、さっきの僕が3個だと思ってたのが、無限な可能性があるって知った時点で、
もうその時点で僕の中で、あ、その意味ではめちゃくちゃ早くなり得るっていう風に勝手に理解してるけど、でもそうではなく、その要素プラス重ね合わせがあるってことなんですよね。
それ自体も、いわゆる重ね合わせっていう風な表現に入るのかもしれないんですけど、
えーそうなんだ。
観測の重要性
波動性と融資性を持つみたいなところが、おそらく0、01、01の両方を70%とか30%の状態で持てるみたいな意味合いだと思ってるんですよ。
感覚ですね。
はいはいはい。
勉強した、ちょっと勉強かじった上での僕の感覚なんですけど、
はいはい。
なんでそれが、いわゆる融資性と波動性を重ね合わせて持てるっていう言い方とかも、なんかした記憶があったんで、
そういう意味合いで、なんですけど、一旦ちょっと今の重ね合わせっていうとこは多分ちょっと別の話だと思うので、
あーそうなんですね。
01の確率的に持てるから、だからいっぱい1ビットあたりの情報表現量が多いと。
でも情報表現量が多かろうが、結局観測?
次回へ続く。
