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今週、検索、地図作成、そしてその他多くの分野で王者として知られるGoogleが、量子の世界も制覇したと発表しました。発表の中で同社は、Sycamoreプロセッサが「量子超越性」を達成したことを確認しました。これは、世界最高のスーパーコンピュータでも1万年かかるタスクをわずか200秒で実行したことを意味します。
量子コンピュータは、1か0のどちらかであるビットの代わりに、複数の状態を取り得る量子ビットを使用します。つまり、従来のコンピュータよりも多くの情報を保存でき、最高のスーパーコンピュータでさえも困難を極める複雑な確率計算に優れています。化学反応や生物学的相互作用のシミュレーション、素数の計算、複雑な暗号の解読などに利用できる可能性があります。
政府を懸念させているのは、この最後の点だ。量子コンピューターは、国家が機密情報を守るために用いるアルゴリズムを実質的に時代遅れにしてしまう可能性があるという懸念がある。グーグルがマイクロソフトやIBMといった企業と競い合い、量子超越性（量子デバイスが従来のデバイスを上回る性能を持つ状態）の達成を競っている一方で、中国は他の分野で先行している。「量子コンピューティングの実用化は、量子超越性よりもはるかに大きな課題に直面している」と、中国科学技術大学の研究者で「量子の父」の異名を持つ潘建偉氏は述べている。
もっと率直な意見もある。「広報活動が科学の邪魔になっている」と、ランカスター大学量子技術センター所長のロバート・ヤング氏は言う。中国対西側諸国という構図に加え、国家対民間企業という興味深い構図もあると彼は指摘する。民間資金の多くは収益性の高い用途に向けられているのに対し、政府資金による研究は防衛に重点を置いている。「中国は誇り、国防、そして経済成長の手段として、次なる技術革命を主導したいと考えており、量子技術はその基盤となるだろう」と彼は言う。
Googleの発表には、明らかに演出以上のものが感じられる。「この特定の問題は学術的に定義されたもので、実用性はなく、量子コンピュータが優位性を発揮できるように選ばれたのです」と、サセックス大学で量子技術を専門とするウィンフリード・ヘンシンガー教授は述べている。量子コンピュータ開発競争においてGoogleの最大のライバルであるIBMは、同社の研究者が従来のコンピュータでこの問題を解く方法を発見しているため、Googleの成果は量子超越性には当たらないと主張している。
「数百万、数十億の量子ビットを必要とする実用化には、まだ程遠いということを認識することが重要です」とヘンシンガー氏は語る。量子コンピューターは非常に不安定で、干渉を低減するために、使用する特殊なチップは絶対零度近くまで過冷却する必要がある。サセックス大学では、ヘンシンガー氏らが室温に近い温度で動作可能な量子コンピューターの開発に取り組んでいるが、たとえGoogleが「量子超越性」を達成したとしても、それが現実世界の問題に適用されるには程遠い。
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米国企業はコンピューティングの分野でリードしていますが、量子コンピューティングはそれだけではありません。セキュリティ、センサー、そして原子時計やより高精度なGPSといった形での高精度測定（計量）といった分野も含まれます。セキュリティ面では中国がリードしているように見えます。「しかし、この分野の意見は広報やメディアの報道によって簡単に偏ってしまいます」とヤング氏は言います。「国家主導の開発は、商業的に支援されたものほど大きく報道されません。」
特許分析会社パティンフォーマティクスのアンソニー・トリップ氏によると、中国はコンピューティング能力に関しては「実際には競争に参加していない」ものの、量子技術の実装に関する特許申請数ではリードしている。パティンフォーマティクスのデータによると、2018年に中国で申請された量子特許は492件で、米国（248件）、日本（30件）、韓国（45件）、欧州連合（31件）の合計を上回っている。「実装と戦略的優位性のための利用に関しては、中国が優位にあることに全く同感です。なぜなら、世界中のどの企業も国家全体に匹敵することはできず、中国は単位または組織の集合体として機能しているのに対し、西側諸国では中国ほど十分に連携が取れていないからです」とトリップ氏は言う。
中国が大きな優位性を持つ分野の一つは、量子通信の分野です。2016年には、中国とオーストリアの科学者の間で量子暗号化ビデオ通話を可能にする衛星「墨子号」を打ち上げました。これは、盗聴が不可能な通信手段であり、世界の政治バランスを根本的に変える可能性があります。
「中国の量子科学における進歩は、将来の軍事力と戦略のバランスに影響を与え、ひょっとすると米国の従来の軍事技術上の優位性を凌駕する可能性もある」と、新アメリカ安全保障センターのエルサ・カニア氏とジョン・コステロ氏は2018年の報告書で述べている。「これに対し、米国は量子技術開発においてリーダー、あるいは少なくとも有力な競争相手であり続けるために、既存の取り組みを基盤とし、さらに強化すべきだ。」
中国は確かに多額の投資を行っており、合肥の量子研究施設に10億ドル以上を投じています。しかし、その研究の中心人物であるパン氏は、協力の重要性を説いています。「中国が米国より進んでいるとは言いませんし、その逆も言えませんが、量子コンピューティングという壮大な課題を前に、両国は競争よりも、もっと多くの協力を必要としています」と彼は言います。
「中国は量子コンピューティングに多額の投資を行っており、米国と欧州が取り残されるリスクがある」とヘンシンガー氏は指摘する。2019年6月、英国政府は産業戦略チャレンジ基金を通じて1億5,300万ポンドの資金増額を承認した。「これは明らかに最初の一歩に過ぎないが、正しい方向への一歩であることは間違いない」とヘンシンガー氏は語る。「各国政府が十分な先見性を示し、中国に取り残されないよう尽力するかどうかは、まだ分からない。」
この記事はWIRED UKで最初に公開されました。
