物理コンピュータと量子コンピュータの0と1の解釈で大混乱してました…
直感型のアーティストやクリエイターと科学、物理学は対局にあるというイメージが有りそうですが…
まあ、その辺は個人差は有るかとは思いますけど、僕の場合は昔から科学や物理学はイマジネーションの肥しになると思っています。
それが最近、「量子力学」 という奇想天外なカテゴリーを知ってしまって、これが大いに想像力の肥しなると思っていろいろな事を調べたり楽しくイメージトレーニングをしてたんです。
ただし言っておきますけど、まったくの直感型思考なので、物理学や量子力学について数式計算などはまったく出来ません！ 僕の物理学や量子力学との付き合い方は、ザックリとした感覚的なイメージして、事象の面白さに対する好奇心や探求だけなので悪しからずw
それと以前にもシミュレーテッドリアリティのネタを書いた時に「量子もつれ」や「二重スリット実験」「シュレディンガーの猫」など量子力学にまつわる話を書いたかと思うのですが。実は今回、その頃から続いていた、ある量子についてのモヤモヤが、つい最近、スッキリと解決した事のご報告と、その内容のご紹介をさせて頂きます。
そのモヤモヤの原因とは「量子コンピューターの仕組み」についてなんですけど、これが中々の曲者で大変解釈に困難しておりました。
少々、前置きをさせて頂くと、興味がない人には、まったくどうでもいい話しなんですけが、ただSFや空想科学が好きなオタク気質の方々には、ちょっとこの量子力学は、面白いと思いますので、しばらくお付き合い願えればと思います。
さて話しを戻しまして、この量子コンピューターの仕組みについての僕のモヤモヤの原因なんですが。 実は多少なりとも僕は一般の方よりコンピューターの仕組みについては知識が有る方なんです。
ただ、このコンピューターの知識が逆に量子コンピューターの仕組みについての解釈の邪魔となっていたんです。現在、普及しているコンピューターの仕組みを理解しているが故に、その不思議な仕組みにつまづいていたんですw
少しその辺りを説明しますと。皆さんが日頃つかわれているパソコン、スマホ、デジタル時計、電卓、そして計算スピードを誇るスーパーコンピューターなどは、大小、スペックなどには差が有るものの、すべて同じ「物理コンピューター」という種類で基本的な仕組みはまったく同じなんです。
一方、不思議な仕組みの量子コンピューターは、その物理コンピューターとはまったく違う原理で動作するもので、言うなれば神器といっても過言ではない代物なんですね。
この世界万物の最小単位である「量子」という物質の特徴を活かし、従来の物理コンピューターよりも高速で計算ができるコンピューターこそが量子コンピューターなんです。
そのスペック差は実際に行われた量子コンピューターの動作実験の結果は驚異的で、なんと現存する物理コンピューターの最高峰であるスーパーコンピューターとの計算スピードの比較で、スーパーコンピューターが数万年もかかる計算を量子コンピューターはなんと！数百秒で計算を終了するという冗談のような驚異的なスピードで解いてしまったんです。
まあ、この実験結果からも理解していただけるかと思いますが、この量子コンピューターという化物を実感していただけたと思います。
この神器とも言える量子コンピューターと物理コンピューターの仕組みの違いとはなにか？また、この数万年と数百秒という有り得ないほどの仕組みの違いはどこに有るのか…
そんなモヤモヤの仕組みの違いに、今回ようやくスッキリ決着して解釈ができましたので、スッキリ解決に、ご興味が有る皆さんとシェアさせて頂きたいと思います。
まあ、興味が無い人にはどうでも良い話しになるかと思いますが、僕がどういう風に量子コンピューターのモヤモヤの仕組みを理解できたのかを解説させて頂きます。
最初にも書きましたが。一般の人よりも少し僕は現在の物理コンピューターの仕組みには知識が有ります。しかし、その少しの知識が有るが故に量子コンピューターの仕組みを理解する上で、どうしてもその固定概念が邪魔をして、整合性が取れなくてモヤモヤでのたうち回っていたんですねw
そのモヤモヤの原因だった、物理コンピューターの仕組み簡単に解説しますと。スマホからスーパーコンピューターに至るまで、物理コンピューターにカテゴライズされるものは「0と1」の二進数を高速で計算することで答えを導き出しているんです。
もう少し物理コンピューターの仕組みを具体的に説明すると「0と1」は電球のスイッチの「ON/OFF」状態と同じで。「1=ON」「0=OFF」と理解してください。
それを踏まえて、例えば物理コンピューターは1+1を「1+1=11(2)」、3+2を「111+11=11111(5)」、2-1を「11-01=1」と計算しています。実際は「+-=」の記号は省かれて「01」の羅列の二進数だけで計算するんです。人間から見て非常に面倒くさい二進数計算をコンピューターが理解できる言葉として「マシン語」と呼んだりしているのですが、この「0と1」だけを一直線に改行もせずに高速で計算しているのが物理コンピューターという分けなんです。
なのでスマホでもパソコンでもスーパーコンピューターでも馬力に任せて一直線に二進数を力押しの超高速計算をしているわけで。その馬力とスピードが速いマシンほど高性能と位置づけられるわけです。
実際、物理コンピューターとは本当に単純で非効率な機械ですねw
そしてここからがモヤモヤの原因で「01」という二進数思考の物理コンピューターの仕組みを量子コンピューターに当てはめて理解しようとすると「0でも有り1でも有る」 という、まったく「？？？」と理解に苦しむ仕組みになるんです…
「0か1」 じゃなくて「0でも有り1でも有る」 …電球が明るくも有り、暗くも有る…こんな理不尽な仕組みを理解できますか？「01」のどっちなんだ？ってモヤモヤしちゃうわけですw
でも、この「0でも有り1でも有る」 という仕組みこそが量子コンピューター基礎なんです。
物理コンピューターは「0か1」のどちらかを選択する二進数で成り立っている事は、普通に理解できるのですが…
しかし量子コンピューターの「0でも有り1でも有る」 という両方が同時に選択された状態を発生させて計算するという計算の仕組みは、普通に考えて理解不能でした。長年この仕組みで僕はモヤモヤと悩んでました。
ところがこの悩みを一人の物理学者、「野村 泰紀 」先生が量子コンピューターの「0でも有り1でも有る」 という難解な仕組みを簡単で驚きのキーワードを使用して説明されたんです！
本当にこの比喩キーワードでモヤモヤの悩みが一挙に晴れたんです。
しかも僕が大好物である空想科学でよく使うロマンあふれるキーワードでモヤモヤを粉砕できて、解決した事が本当にうれしかったです！
その使われたキーワードとは「平行世界」です
数字、数式で物理学や量子力学を理解していない直感型の僕のような、空想科学や幻想世界のオタクにとって量子コンピューターの「0でも有り1でも有る」 という、曖昧な表現より「平行世界」 というキーワードを使用して比喩説明された方が、本当に目から鱗でありがたい神説明なんですよw
量子力学は空想科学というクリエイターが大喜びする視点でとらえて、知の探究をくすぐりながらワクワク学ぶ方が、アート、クリエイティビティなど、一見反対思考のジャンルの住人には、創造性を養う練習には取っ付きやすいと思います。
簡単に量子という物質を説明すると、現在のところ存在する物質の最小単位で現世のいたるところでフワフワと浮遊して漂い、その極小ゆえに、同じく無数に存在する量子より大きめの「時空をつなぐ穴（ワームホール）」 を難なく通り抜け自由に何処へでも行けるとんでもない物質なんです。
別の次元、宇宙の果て、過去や未来、そして「if」もしもの世界… 即ち、「平行世界」へも難なく量子はワームホールを通り抜けて行けるんですね。
これは空想科学では無く実在する物質で、研究、応用まで実現し始めている事実には本当に驚きですね！
そしてもう一つ、量子が持つ特徴なんですが。あの偉大な物理学、アインシュタインが「不気味な遠隔作用」 と表現した「量子もつれ」 という現象が量子コンピューターを動作させる為のもう一つの仕組みなんですが、それを説明すると。
この「量子もつれ」 とは、量子が一度、関係性を持ってつながる事によって、その量子同士はワームホールを抜けた先の世界… 例えば、宇宙の端から端に離されても、別の次元へとばされても、過去や未来、平行世界など別々世界に分かれて存在しても、その量子同士は、一方が反応すれば、もう一方の量子もタイムラグ無しに鏡映しのように反応するという、これもあり得ない特徴を持っているんです。
どうですか！空想科学大好きオタクのクリエイターには良い香りがする大好物じゃないですか？w
面白くアニメで例えると、クラスのソロバン競争で1位になりたい「のび太」が例の如く「ドラえもん」に泣きついて、四次元ポケットから「量子コンピュータ～！」って出してもらっても違和感はないですよね？w
ドラえもんが「いろいろな人生をたどる無数に存在するのび太くんたちと協力してソロバン計算を速くできるコンピュータ～！」と説明してくれそうですねw
まあ、のび太くんの事だから他の平行世界の自分にまかせて何もしない結末になるとは思いますが… 量子コンピューターの場合はちゃんと計算して「量子もつれ」現象でタイムラグなしに答えてくれますw
VIDEO www.youtube.com
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今回はちょっとクセの有る難解なネタでイメトレしたいクリエイターさんたちとシェアできたら幸いです！
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