量子コンピュータの本命である核スピンの高感度・高密度制御に成功 44
ストーリー by Acanthopanax
スピンでビット 部門より
スピンでビット 部門より
darkhorse 曰く、 "livedoor コンピュータの記事によると、NTT先端技術総合研究所と科学技術振興機構は、量子コンピュータの本命である核スピンの高感度・高密度制御に成功したとのこと。ネイチャーにも「ナノメートルスケールデバイスにおける核スピンの多量子コヒーレント制御」（NTT Basic Research Laboratories and SORST-JST）Nature 434, 1001-1005 (21 April 2005)という名前で発表されている。これにより、核スピンの多スピン準位を自由に制御できる固体量子コンピュータに向けた新しいシステムが可能になることが期待されるとしている。短期的には閉じこめられて相互作用する電子系の研究を加速し、タンパク質の分析にも応用できるかもしれないという。"
先端研じゃなくて (スコア:3, 参考になる)
キャリア相関でぐぐればすぐわかりますが、かなり長いことやってます。で、JSTでは、キャリア相関エレクトロニクス [jst.go.jp]ということで成果を売りに出しているし、 ちょっと関連するかと思われる H11 経産省産業科学技術研究開発制度 「量子化機能素子」 プレ最終評価報告書 [meti.go.jp](1991～2000:予算70億円)では、一応研究としては認められているものの具体的かつアピールする未来ビジョンがもとめられていたりします。どうしても基礎研究ですから 成果が製品に直結することは難しいけどがんばって欲しいものです。
経産省 「量子化機能素子」 プレ最終評価報告書 (スコア:2, 参考になる)
長期間にわたって巨費を投じてもほとんど成果が上がらなかったことを、まわりくどく表現しているように見えます。
もちろん、すぐに成果を上げるのが難しい基礎的な研究だというのはわかりますが、期間と額を考えると、もっと効率的な研究の進め方があったのではないか、また、途中で方針の見直しがあるべきだったのではないか、という疑問がわきます。
まあ、基礎研究としては巨額でも、いろいろ批判される公共事業に比べれば小さなもので、十分、意義はあったのかも知れませんが。
Re:経産省 「量子化機能素子」 プレ最終評価報告書 (スコア:2, 参考になる)
DNAコンのほうが今は先に成果を出してますけど、アレは本質的にクロック周波数が低すぎてシャレにならない(～mHz、下手するとμHz)ので、やっぱり汎用性の意味では量子コンでしょうね。
Re:経産省 「量子化機能素子」 プレ最終評価報告書 (スコア:0)
Re:経産省 「量子化機能素子」 プレ最終評価報告書 (スコア:0)
量子コンピュータの研究者以外に、誰がそんなこと言ってるんです？ぜひ出典を示していただきたい。自分が研究してるテーマだと、当の研究者たちは「次世代本命」とかいくらでも嘘はつくよね。
Re:経産省 「量子化機能素子」 プレ最終評価報告書 (スコア:1)
次々世代か次々々世代ぐらいで実用化できればめっけもん，ぐらいでしょうね．
#もっと先かなあ．
まあ，個人的には日ごろ扱っている量子の世界の本質が珍しく表に出てくる
製品（になるかもしれなくも無い）ので，期待はしてますが．
Re:経産省 「量子化機能素子」 プレ最終評価報告書 (スコア:0)
それが「当の研究者たち」の「嘘」であるかは、ご自分の目で確認ください。
Re:経産省 「量子化機能素子」 プレ最終評価報告書 (スコア:0)
Re:先端研じゃなくて (スコア:0)
組織図 [ntt.co.jp]
これで (スコア:1)
全面的にリプレースを余儀なくされる日にまた一歩近づいたわけですね。
Re:これで (スコア:1)
Re:これで (スコア:1)
>伝送路だけでも全面的にリプレース
と書いてあるんだと思うが．
Re:これで (スコア:1)
つうことは，量子コンピュータの実用化で破綻するのは数学的な困難さに基づいた公開鍵暗号系であって，
現状の慣用暗号系がすぐに使い物にならなくなるという議論は安直過ぎるよ．
# 量子やら暗号云々なんて，さっぱり関係ない人なのにID
Re:これで (スコア:1)
・鍵さえ手に入れば、解読できる
・解読できたら、できたということに気づく
の条件さえ満たしている暗号なら、どんな暗号でも総当たり攻撃可能なので
やはり破綻してしまうのでは?
1を聞いて0を知れ!
Re:これで (スコア:2, 参考になる)
まずこの判定が難しい．
解読できたかどうかの判定は文の意味を理解できないといけません．
まあ確かに文中に意味のある単語がある一定以上の割合で出てきたら
解読，って事にすれば絞れますが，必ずしもそれが有効な暗号化とは
限らないのが一点．
もう一つは，実は量子コンピュータでは汎用のアルゴリズムが無いということ．
#少なくとも昔調べた時点では存在せず．
素因数分解や検索のアルゴリズムはありますが，汎用のプログラムを
量子コンピュータの実際の手順にエンコードするコンパイラが無いため，
任意の問題に量子コンピュータを使うのは(少なくとも今のところ)無理です．
また量子コンピュータの性質上，長文丸ごとを演算対象にするにはその
文章分の大きさの量子ビットを持つ演算機で無ければならないため，
暗号文丸ごとをそのまま処理するのは今のところ非現実的です．
#メモリやハードディスクに溜めといて逐次処理，と言うのは量子コンピュータの
#高速化とはある意味相容れない．
Re:これで (スコア:0)
わからないだろうから具体的にいうと、n文字の文章をn文字の鍵を使って送る方法です。
総当たりして出てくるのは、n文字で構成されうる文章全てです。
＃お好みで、n文字はnビットにでもnバイトにでも読み替えてください。
Re:これで (スコア:1)
そういうものではないんでしょうか。
1を聞いて0を知れ!
Re:これで (スコア:1)
伝送速度が非常に遅いという欠点があります．
#現状では数bpsから数十bps程度だと思います．
ですので全文を送るのは無理で，ビット数が少なくて済む鍵だけを送る，
というシステムになっています．
Re:これで (スコア:0)
鍵を送ってみて、秘密に送ることができたのを確認したらその鍵を使って平文を暗号化して通常の伝送路で送ります。
Re:これで (スコア:0)
1、本文を公開鍵を用いて暗号化する
2、秘密鍵を知っていれば暗号文を復号できる
3、公開鍵から秘密鍵が生成できる
4、「公開鍵から秘密鍵を生成する作業」は「秘密鍵・公開鍵を作ったり暗号化・
Re:暗合 (スコア:0)
「暗号」ですね。
個体？ (スコア:0)
僕みたいなボンクラなんかの想像するＳＦよりもスッゴイRealだ。
#スンマセン酔っぱらってます、でも本当に凄い。
#ちかごろの技術トピックは一般化までにかなり遠い段階でも記事になるんでちょっとな～。
量子こんぴーた？ (スコア:0)
どうも原理的な部分で物理法則の裏技を突こうとしてるような気がして、今ひとつ信じられない感が……。
例えば、量子の中の人(笑)が使ってるランダムジェネレータがあまりにもヘボくて、素子数が増えてくると出力結果が実用にならない、とか。
Re:量子こんぴーた？ (スコア:5, 興味深い)
・原理は確か．少数qubitでは計算の実証がすんでいる．
・Shorの素因数分解アルゴリズム，Groverの検索アルゴリズムなどが
開発され，製作可能であることが示されている．
・量子誤り訂正符号の開発により，初期に言われていたよりも難易度が
低下．量子効果につきもののqubitのデコヒーレンス等もある程度
復元可能になった．
現在の問題点
・汎用のアルゴリズムが無い．現在のところ問題一つにつき一つの
装置（やパルス列等）を組む必要があるうえ(アナログコンピュータ的)，
任意の問題に対する解法はそのたびに新しい量子アルゴリズムを開発
する必要がある．
古典的なコンピュータ用のアルゴリズムを量子演算に変換するような
コンパイラが出来ない限り，ごく一部の演算以外では量子コンピュータ
を使用できない．
・多qubit化が困難．古典コンピュータと異なり，量子コンピュータでは
全qubitがentangleした状態に無いといけない．これは全qubit間で
波動関数が一体になっていることを示すが，このような状態は外界からの
摂動で容易に分解してしまう．現在の素子を考えると精々数十ビットが
限界ではないか？
・逐次処理が不可能であるための必要qubitの発散．量子コンピュータが
その実力を発揮するには，演算しようとするデータ全てを同時に
扱う必要がある．例えば検索なら，被検索文全てが量子演算機に
格納されている必要がある．このため例えば1MBの文書内を高速
検索しようと思ったら，8Mqubitの量子コンピュータを作る必要がある
（と思う）ことを示す．現在のところこれほど膨大な量子演算素子を作るのは
不可能だし，見込みも無い．
・初期化不能性．各qubitも量子論の確率過程に支配されるため，
qubit数が多くなると初期化が困難になる．なぜなら初期化というのは
全qubitをある状態だけに落とし込む操作だが，そこに不確定性が
絡むため．このため，非常にqubit数の多い量子コンピュータでは
以前の演算結果を完全に消去できず，いわば記憶のように以前の結果が
蓄積していき以後の演算に影響を与える可能性がある．
多分大きなブレイクスルーが無いと，素因数分解とかの簡単な演算以外に
使える量子コンピュータは無理だと思う．
#量子系の物理シミュレーションに使えるものは出来るかも．
Re:量子こんぴーた？ (スコア:0)
今回発表の原理で、実現は出来そうな目処がたったように思えますが、実用化はまだまだに感じます。 1素子の広さが1μm平方くらいあるし(発表ではナノ領域と言っていますが)、高密度のパターン作製技術に対するブレイクスルーがないとこの先の進歩は鈍いんじゃ
Re:量子こんぴーた？ (スコア:0)
これって殆ど絶対温度でゼロ度でしょ。その状態を維持するのに膨大なエネルギーが必要では？常温超伝導より難しそう。
Re:量子こんぴーた？ (スコア:2, 参考になる)
突っ込んだ装置中でHe3/He4混合溶液をポンプで引き続けるだけです．
そういう意味ではそこはまあそれほど問題ではない（一般向けには
不可ですが）のですが，むしろ多ビット化や安定性など，実現には
まだまだまだまだ(略)乗り越えねばならない障壁が多くて．
どれだけエネルギー食おうがなんだろうがまともに動くものを作れれば
後は改良でどうとでもなりそうな気はするのですが，そこまでの道は
先が見えないほど長くて厳しいのです．
Re:これはきっと (スコア:0)
Re:これはきっと (スコア:3, 参考になる)
これを読んで、そのまま意味が判る人間が多数だとは思わないです。「なんのことかさっぱりわからん」のは、記事の作りが悪い為で貴方の理解力のせいでは有りません。
何の話か理解したい場合には、「日本電信電話株式会社のプレスリリース [ntt.co.jp]」を読んで見てください。こちらはきちんと用語の説明もついていますので、読めばわかると思いますよ。
Re:これはきっと (スコア:0)
読んでもあんまりわからんな～。
NMRで検出てのは常識的なことだから良いが、量子ドットで電子の量子状態がどうとかは何となく雰囲気が分かる程度だし、電子-核スピン相互作用てのは一体なにを指すのか記憶を探っても出てこない。こんなのあったっけな～？
Re:これはきっと (スコア:2, 参考になる)
例えばスピンで記録する場合，量子ドット中に電子を一個入れます．
で，磁場を垂直方向にかけます．するとスピンの向きは量子化されて，
電子のスピンは（観測すると）上か下かのどちらかしか取りえません．
ところがここに上-下のエネルギー差に相当する電磁波をパルスで
与えると，パルスの長さによって電子のスピンの状態は上と下が混じって
きます．例えば上√2/√3+下1/√3とか．
#この状態でも，観測すると2/3の確率で上，1/3の確率で下になり，
#その中間状態は絶対に検出できません．
これをさらに多数のqubitでやると，例えば2-qubit系(a,b)で電子二つだと，
うまいことやると
aが上でbが上
aが下でbが上
aが上でbが下
aが下でbが下
という全ての状態の重ね合わせ（系が同時に全ての状態を取る）
となります．
#この重ね合わせの概念は量子論の本質なので，わかりやすくはなかなか
#説明できません．
で．
すさまじく多くのqubitで同じことをやると，そのqubitで表現できる全ての
状態の足し合わせ，というものが作れます．
#古典的コンピュータで言うと，持っているbitで表現できる全ての状態が
#同時に重なって存在しているもの．
全ての状態が重なっているわけですから，そのどこかには問題の答えが
（その桁数のqubitで答えが表せるなら）必ず存在します．
最後に，その重なった状態の中で，解だけが持っている特性に共鳴するような
観測手法があれば（←ここがミソ），重なった状態から解だけが取り出されて
量子コンピュータはその解の状態へと収縮します．
まあ，この，最後の解を選び出す，ってのが難しいので，現在のところ
一部の問題を解くアルゴリズム（物理的手順）しか明らかになっていません．
その他の問題に対してはどうやって計算していいのかも全く謎です．
>電子-核スピン相互作用てのは一体なにを指すのか
核スピンは原子核の持つ磁気モーメントで，電子も磁気モーメントを
持っているので両者の間に磁気的相互作用が働きます．
Re:これはきっと (スコア:0)
うあぁ、やっとどういうことなのかなんとなく分かったよ。
今までこの話題が出るたびに色んな量子コンピュータの解説ページ見たけど難しくてモヤモヤしてた。
説明上手いですね、THX!
Re:これはきっと (スコア:0)
「生きてるうちに使えるものは出てきそうにない」
ということだけは分かりました。
Re:こういう研究を見て思うけど (スコア:3, すばらしい洞察)
日本人が独創的ということになるかどうかは、分からない。
その研究者が男なら、男は独創的だ、ということになるのかな?
その研究者が巨人ファンなら、巨人ファンは独創的だ、ということになるのかな?
べつに日本人が独創的だということに積極的に反対するつもりは
ないけど、なんでもかんでも民族や国籍に結び付けて考えるのは
よくないと思う。
Re:こういう研究を見て思うけど (スコア:0)
Re:こういう文書を見て思うけど (スコア:0)
投稿文の、どこに「独創的」って書いてある？
ただし、「民族や国籍に結び付けて考えるのは良くない」と俺も思う。
中国には何回謝罪すれば良いのか…今回首相の謝罪も中国では放送されていないんだろ？
いいかげん、民族や国籍に結び付けて欲しくないと、強く感じる。
Re:こういう研究を見て思うけど (スコア:0)
日本くらいしかまともな研究やってないからじゃないの？
日本,中国,半島以外にも世界はありますよ。
# あるいは、日本のニュースしか見てないからかな？
Re:こういう研究を見て思うけど (スコア:0)
＃そんなに『朝鮮』って言葉いいたくないのかな～、と思ってさ。
Re:こういう研究を見て思うけど (スコア:0)
応用した一般化や小型化はうまい、といわれてるような。
まーでも、どこの国にだって「作り出す人」「発展させる人」はいるでしょう。
そういう人が表に出てこられるかどうかは別として。