今週、Googleは、同社の量子コンピュータが実際に量子力学を利用していることを実証できる画期的な成果を発表しました。研究者がD-Wave 2Xに綿密に作成されたテスト問題を与えたところ、1,000量子ビットのこのコンピュータは、従来のコンピュータの1億倍の速度で問題を解いたのです。
多くの巨大IT企業や政府機関が量子コンピューティングに投資しており、Google、NASA、ロッキード・マーティンなど多くの企業がD-Wave社製の商用量子コンピュータを活用しています。これらのデバイスは、量子力学の直感に反する効果を利用して従来のコンピュータよりも高速に問題を解くことができると考えられており、人工知能、材料科学、宇宙探査、さらにはGoogleウェブ検索の精度向上につながる可能性があります。（しかしながら、懐疑論者は、これらの実用化は非現実的であり、量子コンピューティングは量子力学の理論証明といった、あまり華やかではない分野に応用される可能性が高いと主張しています。）
量子コンピュータをどのように活用する計画であっても、まず大きなハードルを乗り越えなければなりません。それは、コンピュータが実際に量子力学を用いて問題を解決していることを証明することです。量子力学が機能していることを示す兆候の一つが量子加速であり、まさにGoogleの研究チームがそれを発見しました（情報開示：研究者の一人は本稿の著者と友人です）。arXivプレプリントサーバーで公開された論文では、彼らは実際の量子マシンが従来のマシンよりも効率的に解けるはずの問題を設計しました。そして、この問題をD-Wave 2Xと従来のシングルコアコンピュータの両方に実行させました。D-Wave 2Xは従来のマシンよりも大幅に高速で、量子コンピューティングを模倣したアルゴリズムを実行する従来のコンピュータの1億倍の速度を示しました。
結局のところ、並外れた主張には並外れた証拠が必要になります。
ということで、Googleは自社の量子コンピュータが本当に量子コンピュータであることを証明した…ということでしょうか？ D-Wave 2Xは確かに量子効果を利用しているように見えます。しかし、このコンピュータが解く問題は、D-Waveのようなマシンにとっては容易で、競合するアルゴリズムにとっては困難となるように設計されていました。これは、物理学者の知能を測るテストで、文芸評論家と複雑な数学の問題を解かせるようなものです。科学者はその特定のテストで優秀な成績を収めるかもしれませんが、それが評論家よりも総合的に賢いことを証明するものではなく、同じ競争で数学者に勝てるという証明にもなりません。もし研究者が別の問題を選んでいたら、あるいはD-Wave 2Xを別のアルゴリズムと比較していたら、この量子コンピュータはそれほど素晴らしいものにはならなかったかもしれません。
結局のところ、並外れた主張には並外れた証明が必要です。批判を納得させるには、D-Waveコンピューターは量子挙動を何度も実証しなければなりません。その過程で、研究者たちはこれらのデバイスを改良し、より高い計算能力とより少ないエラーを実現する方法を学ぶでしょう。そしてそれは誰にとっても大きな勝利です。
