藤井啓祐

驚異の量子コンピュータ (岩波科学ライブラリー)

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【タイトル】驚異の量子コンピュータ 宇宙最強マシンへの挑戦 (岩波科学ライブラリー)
【発売日】2019年11月
【著者/編集】藤井啓祐
【出版社】岩波書店
【サイズ】全集・双書
【ページ数】174p
【ISBNコード】9784000296892

【内容情報】(出版社より)
ひと昔前まで実現不可能とされてきた量子コンピュータを取り囲む環境は短期間のうちに激変した.従来の古典コンピュータを超越しうる不思議なからくりとは何か.いかなる歴史を経て現在に至り,どんな未来が待ち受けているのか.気鋭の若手研究者として体感している興奮をもって,わかりやすくかつ科学的な正確さを期して解説する.
はじめに


第1部 物理学とコンピュータの歴史

 1章 量子力学の誕生
 古典物理学の限界/電子の奇妙なふるまい/物質(粒子)と波の統一/量子の性質

 2章 コンピュータと物理法則
 コンピュータの父バベッジ/アナログとデジタル/チューリングマシンの登場/情報科学の発展/デジタルコンピュータの発展/ムーアの法則とその限界

 3章 量子コンピュータの夜明け前
 情報科学と物理学の再会/計算にエネルギーは必要か?/古典万能計算/量子力学の可逆性に着目/量子コンピュータの登場


第2部 量子コンピュータの仕組み

 4章 量子情報と量子ビット
 量子の重ね合わせ/量子の情報を数値化する/量子ビット/エンタングルメント/神はサイコロを振る/パラドックスから応用へ/様々な量子ビット

 5章 量子コンピュータのからくり
 量子コンピュータへの拡張/たくさんの量子ビット/量子ビットを古典コンピュータで表現すると?/量子力学で古典コンピュータを理解し直す/0と1だけの世界から解き放たれたコンピュータ/並列性と干渉/素因数分解問題/ショアの素因数分解/量子ビットのいらない量子アルゴリズム

 6章 量子とノイズのせめぎ合い
 エラーとの戦い/量子ビットはノイズに弱い/量子情報はコピーできない/アナログコンピュータ/エンタングルメントで戦え/第一次ブームと停滞期/実現への壁

 7章 ブレイクスルー
 ヒントはエキゾチックな物質に/量子アニーリング/ギークたちによる究極のエンジニアリング/巨人たちが動く


第3部 量子コンピュータの挑戦

 8章 量子超越をめざして
 極限的に複雑な世界へ/計算の複雑さの測り方/物理現象の複雑性/量子超越への道筋/古典コンピュータとの戦い/グーグルの量子超越/自然を検証することの難しさ

 9章 量子コンピュータはスパコンに勝てるのか?
 NISQはノイズとの戦い/量子古典ハイブリッドアルゴリズム/量子コンピュータと人工知能/究極的な困難さへの挑戦

 10章 宇宙をハッキングする
 量子コンピュータがもたらす未来/量子コンピュータは宇宙の箱庭/宇宙をハックする/さいごにーー量子の挑戦

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