量子ビットとは

量子ビットは、複数の可能な状態の重ね合わせで表現されます。

量子ビットは、量子力学的な現象である「重ね合わせ」を利用して、2 つの状態の線形結合を実現しています。古典的なバイナリ ビットは、0 または 1 などの単一の 2 進法の値を表すことしかできません。つまり、2 つの可能な状態のうちの 1 つにしかなることができません。しかし、量子ビットは、0、1、または 0 と 1 の任意の割合の状態を重ね合わせて表現することができ、一定の確率で 0 になり、一定の確率で 1 になります。

重ね合わせで優れたコンピューティング能力を発揮する量子コンピューター

重ね合わせによって、量子アルゴリズムは古典的なシステムの中で最も高速なものと比較しても、ほんのわずかな時間で情報を処理することができ、特定の問題を解決することができます。

• 量子ビットが表すことができる情報の量は、指数関数的に増加します。500 量子ビットであれば容易に表現できる情報は、2^500 ビット以上の古典的ビットでさえも実現できません。
• 2,048 ビットの数字の素因数分解を見つけるには、古典的コンピューターでは何百万年もかかります。量子ビットでは、ほんの数分で計算を実行できます。

量子ビットの物理的な実装は数多くあります

古典コンピューターでは、よく知られたシリコンベースのチップが使用されるのに対し、量子ビット ("量子コンピューターの量子ビット" と呼ばれることもある) は、イオン トラップ、フォトン、人工または実際の原子、または亜原子粒子から作ることができます。アーキテクチャや量子ビットの系によっては、量子ビットを絶対零度に近い温度に保つ必要があるものもあります。