中国、量子時代のために準備

Tiffany Trader

エクサスケールが、現在進行中の唯一の国際コンピューティング競争ではない。世界中の国の興味はまた、驚くほど複雑コードを作り、破ることのできる量子コンピュータを構築することに躍起になっている。

例えば中国をとりあげる。既に世界で最も強力なスーパーコンピュータ、天河-2の本拠地、中国の研究者は、技術の聖杯に自分のサイト世界初の暗号解読量子スーパーコンピューターを設定している。

その活動のニュースが、今月初め、サウスチャイナモーニングポスト(SCMP)に登場した。

暗号化方式を破る能力は、長い間、政府の秘密兵器となっている。それは、ナチスの「破れない」Enigma暗号コードを英国が傍受したことが、2年間で第二次世界大戦の終結を進めたことが広く認められている。暗号解読の作業は、連合国の戦争の活動やより重要なManhattan計画よりも最終的な勝利に間違いなくより多くの貢献をした。

今日現存する最も安全な暗号化コードでさえも、量子コンピュータにはかなわないだろう。地球中の銀行、政府や軍は、この迫り来る脅威(またはツール・・・見方次第で)を鋭く認識しており、量子時代のための最優先の準備を行ってきた。

従来のコンピューティングは、Bitと呼ばれる情報の単位に依存するところ、量子コンピューティングは、量子ビットまたはqubitsに基づいている。Bitは、0と1のバイナリ形式で表され、一方、Qubitは、0、1、または同時に両方の状態の組合せで表すことができ、重ね合わせとして知られる量子特性である。これは、理論的なコンピュータに異常に高い自然な並列性を与える。同時に何百万の計算を実行することができ、量子計算機は特定の問題のセットのための古典的なコンピュータよりも桁違いに速くなる。これらのキラーアプリで最も有名なのは、暗号解読である。

量子コンピュータは、しばらくの間予測されてきたが、しかし普通に20年以上の間、実用的あるいは生産的であると期待されていなかった。その後、Edward Snowdenによりワシントン·ポストへ漏洩した文書を通じて米国国家安全保障局(NSA)が「部屋サイズの金属の箱[の中]で暗号論理的に便利な量子コンピュータ」を構築していたことが明らかになったが、その技術は依然数年先にあった。同文書は、NSAがバックドアやその他の不正な手段を介して個人的な通信にアクセスする多くの方法がある一方、今のところ、正しく活用された場合、最強の暗号化アルゴリズムが安全であることを明らかにした。

中国の面では、SCMPの記事は、「中国は現実的、作業モデルの開発に近い兆候はありませんが、それは究極の暗号解読機を構築するためのすべての停止を引き出しています。」と述べている。主要な大学、国家研究機関と軍研究所は、ほぼ無制限の資金のドルを得ることのできる最も有望なプロジェクトで実用的な量子暗号解読機の開発を支援する技術を追求している。

ひとつのこのようなプログラムは、量子コンピューティングを可能にするために必要な極限環境を産み出す使命を帯びてきた。定常強磁場実験施設は、Hefei科学島の3階建ての複合ビルに収容されている。施設の研究者は、45テスラ以上の磁界を設計し、維持するために取り組んでいる。これまでのところ、ギネス世界記録によると、偉業は、米国を拠点とする国立強磁場研究所によってのみ達成された。

中国科学院の強磁場研究所の研究者で磁性施設の量子コンピュータプロジェクトのリーダー、Chen Hongwei博士は、強力な磁場が量子コンピューティングにおける主な課題の一部に対処できると自信を持っている。

Chenによると、qubitsは、壊れやすく、クラスタ内に互いに凝集する傾向があり、計算オペランドとしての使用を台無しにする。

「ひとつでさえ見つけることができないと、qubitを持った何かを行うことができません。」 と彼は言った。「しかし、超強磁場下では、qubit間の距離を大きくすることができ、私たちの仕事が簡単になります。 」

研究所での小規模な実験を引き受けることは、有望な結果を示している。「qubitをこの方法で制御することができれば、最初の量子コンピュータは、磁石の内側に生まれたかも知れません。」とChenは言う。

量子コンピュータを構築することの重要性は、中国政府が中国国家自然科学基金を通じて昨年90の量子関連プロジェクトに資金を提供するようなものである。にも関わらずそれとも伴うため、これら高額な投資が必要なため、何か便利なものに発展する現在の取り組みの可能性について多くの議論がある。量子ビット貯蔵材料技術に関する物理学のCAS研究所の研究者、Zhao Hongwu教授は、最初の量子コンピュータは依然何十年、ひっとすると何世紀も先のことかもしれないと考えている。

それは、単一のモノに成功の保証がないため、政府は非常に多くの異なるプロジェクトに投資しているという彼の言い分である。「それは、研究の99％以上が失敗に終わる可能性が非常に高いです。」とZhaoは指摘する。「しかし、仕事が行われなければならない、あるいは私たちはどの手法が機能するのかずっと分からないかも知れません。 」