「無」は存在しません。その代わりに、「量子泡(quantum foam)」というものが存在します

2023年2月16日

「無」は存在しません。その代わりに、「量子泡(quantum foam)」というものが存在します

https://bigthink.com/hard-science/nothing-exist-quantum-foam/

主なポイント

・「無」という概念は、科学者や哲学者の間で千年以上にわたって議論されてきました。

・あらゆる物質が欠如した空の容器を絶対零度まで冷却したとしても、その容器にはまだ「何か」が存在しています。

・その何かは量子泡と呼ばれ、存在と非存在を繰り返す粒子を表しています。



「無」とは何でしょうか？これは、古代ギリシャの哲学者たちから遡ること、空虚の本質について議論されてきた問いです。彼らは何かが何もないことなのかを決定しようと、長い議論を重ねました。

この問いの哲学的側面は興味深いものですが、科学界もこの問いに取り組んでいます。（Big ThinkのEthan Siegel博士は、「無」という言葉の4つの定義について説明した記事を書いています。）

本当に何もないのか

もし科学者が容器を取り、そこから全ての空気を抜き取り、物質が完全に欠如した理想的な真空を作ったとしたら、どうなるでしょうか？物質の除去により、エネルギーだけが残ることになります。太陽からのエネルギーが空間を通じて地球に届くように、容器の外部からの熱が容器内に放射されます。したがって、容器は本当に空っぽではありません。

しかし、もし科学者が容器を最も低い温度（絶対零度）まで冷却し、一切のエネルギーを放射しないようにしたらどうでしょうか？さらに、科学者が容器を遮蔽して外部からのエネルギーや放射線が侵入できないようにしたとしましょう。その場合、容器の中には絶対に何も存在しないはずですね。

ここで事態が直感に反するものとなります。実は、「無」は何もないわけではありません。

「無」の本質

量子力学の法則は混乱を引き起こします。それによれば、粒子は波でもあり、猫は同時に生きていて死んでいるとも予測されます。しかし、その中でもっとも混乱を引き起こす量子原理の1つがハイゼンベルクの不確定性原理です。これは、基本的には、亜原子粒子の位置と運動を完全に同時に測定することはできないと説明されます。それが原理をうまく表現したものですが、さらに言えば、何かのエネルギーを完璧に測定することはできず、測定する時間が短ければ短いほど、測定結果は悪くなります。極限まで考えると、ほぼゼロの時間で測定しようとすると、測定結果は無限に不正確になります。

これらの量子原理は、「無」の本質を理解しようとする人にとって、驚くべき結果をもたらします。例えば、ある場所のエネルギーの量を測定しようとするとき、そのエネルギーが本来「無」とされていても、それを正確にゼロと測定することはできません。測定を行うと、予想されたゼロが非ゼロであることもあります。これは単なる測定の問題だけでなく、現実の特性でもあります。短い時間の間、ゼロは必ずしもゼロではありません。

この奇妙な事実（期待されるエネルギーが短い時間の観察では非ゼロである可能性がある）を、アインシュタインの有名な方程式E = mc2と組み合わせると、さらに奇妙な結果が得られます。アインシュタインの方程式は、エネルギーと物質が互いに関連していることを述べています。量子理論と組み合わせると、エネルギーが完全に空でエネルギーがないはずの場所でも、一時的に非ゼロのエネルギーに変動することがあり、その一時的なエネルギーが物質（および反物質）の粒子を生み出す可能性があるということです。

量子フォーム

したがって、微小な量子レベルでは、空虚な空間は空ではありません。実際には、小さな亜原子粒子が無秩序に現れたり消えたりする活気に満ちた場所です。この現れと消える様子は、新しく注がれたビールの泡のような活発な振る舞いに表面的な類似性があります。泡が現れたり消えたりする様子から、「量子泡」という言葉が使われています。

量子泡は単なる理論的なものではありません。それは非常に現実的な存在です。これを示す一つの実証例は、研究者が電子のような亜原子粒子の磁気特性を測定するときです。もし量子泡が実在しないのであれば、電子はある強さを持つ磁石であるはずです。しかし、測定が行われると、実際には電子の磁力はわずかに高くなります（約0.1%）。量子泡の影響を考慮すると、理論と測定結果は完全に一致します。その精度は12桁にわたります。

量子泡の別の実証例は、オランダの物理学者ヘンドリック・カシミールにちなんで名付けられたカシミール効果によって示されます。この効果は次のように説明されます：2枚の金属板を取り、真空中で非常に近接させ、わずかなミリメートルの間隔で分離します。もし量子泡の考えが正しいならば、板の周囲の真空は存在と非存在を繰り返す亜原子粒子の見えない活発な動きで満たされているはずです。

これらの粒子は様々なエネルギーを持っており、最も確率が高いエネルギーは非常に小さいですが、時折より高いエネルギーが現れます。これがより馴染みのある量子効果が働く場所です。なぜなら、古典的な量子理論によれば、粒子は粒子でありながら波でもあるとされています。そして波には波長が存在します。

微小な隙間の外では、制約なくあらゆる波が収まることができます。しかし、隙間の内部では、隙間よりも短い波長のみが存在することができます。長い波は単純に収まりません。そのため、隙間の外側にはあらゆる波長の波が存在し、一方、隙間の内部には短い波長のみが存在します。これは基本的には、内部よりも外側にはより多くの種類の粒子が存在することを意味し、その結果、内側に向かって圧力がかかります。したがって、もし量子泡が実在するのであれば、金属板は押し合わされることになります。

科学者たちはカシミール効果をいくつかの測定で確認しましたが、それは2001年に私がここで説明したジオメトリを用いて効果が決定的に実証された時でした。量子泡による圧力は、板を動かす原因となります。量子泡は実在するのです。結局、何もないことも何かなのです。


翻訳：GPT


関連記事：超ミクロな量子泡から超巨大な宇宙の果てまであらゆるサイズがスライダーを動かすだけで直感的に理解できる「The Scale of the Universe 2」

関連動画：ScienceCasts: Quantum Foam

Googleの量子コンピュータで作られた異世界の「タイムクリスタル」は、物理学を永遠に変えるかもしれない。

2021年9月14日

Googleの量子コンピューター内で作られた、この世のものとは思えない「タイムクリスタル」が物理学を永遠に変える可能性がある

https://www.livescience.com/google-invents-time-crystal

この結晶は、エネルギーを失うことなく、永遠に状態を繰り返すことができます。

グーグルのSycamoreチップの中で作られたタイムクリスタルは、量子クライオスタットの中で冷やされている。(画像提供：Eric Lucero/Google, Inc.)

グーグルと共同で研究を行っている研究者たちが、この巨大企業の量子コンピュータを使って、物質のまったく新しい段階であるタイムクリスタルを作り出したかもしれない。

エネルギーを失うことなく2つの状態の間を永遠に循環する能力を持つタイムクリスタルは、物理学の最も重要な法則の1つである熱力学の第2法則をかわしている。この奇妙なタイムクリスタルは、常に流動的な状態にあるにもかかわらず、ランダム性への溶解に抵抗し、安定した状態を保っている。

プレプリントデータベース「arXiv」に7月28日に投稿された研究論文によると、科学者たちは、グーグルの量子プロセッサー「Sycamore」のコアに内蔵された量子ビット（従来のコンピューターのビットの量子コンピューティング版）を使って、およそ100秒間のタイムクリスタルを作り出すことができたという。

関連記事：12の驚くべき量子物理学実験 

この奇妙な新しい物質相の存在と、それが明らかにする全く新しい物理的振る舞いの領域は、物理学者にとって信じられないほどエキサイティングなものです。特に、タイムクリスタルの存在が最初に予測されたのはわずか9年前のことだからです。

「これは大きな驚きでした」と、今回の研究には関与していないイギリスのバーミンガム大学の物理学者カート・フォン・キーザーリンクは、Live Scienceに語りました。「30年前、20年前、あるいは10年前でさえ、誰かに尋ねたら、彼らはこれを予想しなかったでしょう。」

タイムクリスタルが物理学者にとって魅力的なのは、それらが本質的に物理学の中で最も確固たる法則の1つである熱力学の第二法則を回避しているからです。それは、エントロピー（システムの乱雑さの大まかな類似物）が常に増加するというものです。何かをより秩序だったものにしたければ、より多くのエネルギーを注ぎ込む必要があります。

無秩序への傾きは、様々な現象を説明します。 例えば、材料を混ぜるのは簡単なのに分離するのは難しいのはなぜなのか、イヤホンのコードがズボンのポケットで絡まってしまうのはなぜなのか、といった現象です。この無秩序への傾きは、時間の矢印の方向も決定します。 過去は常に現在よりも秩序が整っており、例えば、動画を逆再生すると、このエントロピーの流れが逆転しているため、奇妙に見えてしまうのです。

熱力学の第二法則によれば、すべてのシステムは、エネルギーがシステム全体に均等に分配される、より無秩序な状態に向かって進化する。(画像引用元：Universal History Archive/Universal Images Group via Getty Images)

タイムクリスタルはこの法則に従いません。タイムクリスタルは、ゆっくりと熱平衡に近づき、エネルギーや温度が周囲に均等に分布するように「熱化」するのではなく、平衡状態よりも上の2つのエネルギー状態の間にはまり込み、その間を無限に行ったり来たりする。

この行動がいかに深く異常であるかを説明するために、フォン・キーザーリンクは、100万回揺さぶる前のコインで満たされた密閉された箱を思い浮かべてほしいと言った。コインがお互いに跳ね返ると、「ますます混沌とし、あらゆる種類の構成を模索するようになります」。そして、揺れが収まり、箱を開けると、コインはおよそ半分が上向き、半分が下向きのランダムな構成になっています。最初にどのようにコインを並べたかにかかわらず、このようなランダムな半面・半面・半面の終点を見ることができるのです。

GoogleのSycamoreの「箱」の中では、コインと同じように量子プロセッサーの量子ビットを見ることができます。コインが「頭」か「尻尾」のどちらかであるのと同じように、量子ビットも「1」か「0」のどちらかであり、2つの状態のシステムでは2つの可能性があります。フォン・キーザーリンクによると、タイムクリスタルの奇妙な点は、いくら振っても、つまりある状態から別の状態に叩いても、タイムクリスタルの量子ビットを最もエネルギーの低い状態、つまりランダムな構成に移すことができないことである。

「von Keyserlingk氏は、「ただ、反転しているだけです。「最終的にはランダムな状態にはならず、ただ詰まったような状態になります。最初にどのように見えたかを記憶していて、時間が経つとそのパターンを繰り返すようなものです」。

その意味で、タイムクリスタルは、揺れ続ける振り子のようなものだと思います。

「物理的に振り子を宇宙から完全に隔離して、摩擦や空気抵抗がない状態にしても、結局は止まってしまいます。それは熱力学の第2法則によるものです」と、2015年に新しい相の理論的な可能性を最初に発見した科学者の一人である、英国ラフバラ大学の物理学者アキレアス・ラザリデスはLive Science誌に語っています。「エネルギーは最初、振り子の重心に集中していますが、棒の内部には原子の振動方法など、内部の自由度がすべてあり、最終的にはそこに移動します」。

実際、大規模な物体がタイムクリスタルのように振る舞うことは、馬鹿げていると言わざるを得ません。なぜならば、タイムクリスタルが存在するための唯一のルールは、非常に小さな世界を支配する不気味で超現実的なルール、すなわち量子力学だからです。

量子力学の世界では、物体は点状の粒子であると同時に小さな波のように振る舞い、空間の任意の領域における波の大きさは、その場所で粒子が見つかる確率を表しています。しかし、ランダム性（結晶構造のランダムな欠陥や量子ビット間の相互作用強度のプログラムされたランダム性など）によって、粒子の確率波はごく小さな領域を除いてどこでも相殺されてしまいます。粒子はその場に根を下ろし、移動も状態の変化も周囲との熱交換もできず、局在化してしまう。

研究者たちは、この局在化プロセスを実験の基礎として用いました。実験では、量子ビットに20本の超伝導アルミニウムを用い、それぞれの量子ビットを2つの可能な状態のいずれかにプログラムした。研究者たちは、この実験を何万回も繰り返し、さまざまな地点で停止して量子ビットの状態を記録した。実験を何万回も繰り返し、いろいろなところで止めては量子ビットの状態を記録した。その結果、量子ビットの集まりは、たった2つの構成の間を行ったり来たりしていること、そしてマイクロ波の熱を吸収していないことがわかった。

さらに、このタイムクリスタルが物質の相であることを示す重要な手がかりも得られた。相と呼ばれるためには、通常、揺らぎに対して非常に安定していなければならない。固体は周囲の温度が多少変化しても溶けないし、液体も多少の変動で急に蒸発したり凍ったりすることはない。同じように、量子ビットの状態を反転させるためのマイクロ波ビームを、完全な反転に必要な正確な180度に近いがわずかにずれているように調整しても、量子ビットはもう一方の状態に反転してしまう。

ラザリデスは、「正確な180度でなければスクランブルがかかるというわけではありません」と述べている。「僅かなミスを犯しても、魔法のように（タイムクリスタルは）常に少しだけ内側に傾くのです」。

相転移のもう一つの特徴は、物理的な対称性の破れです。これは、物理法則が時間や空間のどの時点でも同じであるという考え方です。液体である水の分子は、空間のどの点でも、どの方向でも、同じ物理法則に従っている。しかし、水を十分に冷やして氷に変えると、水の分子は、結晶構造（格子）に沿って規則的な点を選んで配列するようになる。突然、水の分子は空間内の好きな場所を占めるようになり、他の場所は空っぽになります。つまり、水の空間的な対称性が自然に崩れたのです。

氷が空間的な対称性を破って空間内の結晶になるのと同じように、タイムクリスタルも時間的な対称性を破って時間内の結晶になります。タイムクリスタル相に変化する前の最初の段階では、量子ビットの列は、時間のすべての瞬間の間で連続的な対称性を経験します。しかし、マイクロ波ビームの周期的なサイクルは、量子ビットが経験する一定の条件を離散的なパケットに切り刻む（ビームによって課される対称性を離散的な時間変換対称性にする）。そして、ビームの波長の2倍の周期で前後に反転させることで、量子ビットはレーザーによって課せられた離散的な時間移動の対称性を破ることができる。このようなことができるのは、私たちが知る限り初めての物体です。

このような奇妙な現象のおかげで、タイムクリスタルは新しい物理学の宝庫となっています。また、シカモアでは他の実験装置よりも制御性が高いため、さらなる研究のための理想的なプラットフォームとなるでしょう。しかし、改良の余地がないわけではありません。他の量子システムと同様に、グーグルの量子コンピューターも、量子ビットがデコヒーレンスと呼ばれるプロセスを経て、最終的に量子局在効果が破壊され、タイムクリスタルが破壊されるのを防ぐために、環境から完全に隔離する必要がある。研究者たちは、プロセッサーをよりよく隔離し、デコヒーレンスの影響を軽減する方法を研究していますが、この効果を永久になくすことはできないでしょう」と述べています。

しかし、グーグルの実験は、タイムクリスタルを研究するための最良の方法であることは間違いないだろう。ダイヤモンド、ヘリウム3の超流動体、マグノンと呼ばれる準粒子、ボーズ-アインシュタイン凝縮など、他の方法でタイムクリスタルと思われるものを作ることに成功したプロジェクトは数多くあるが、ほとんどの場合、これらのセットアップで生成された結晶は、詳細な研究を行うにはあまりにも早く消滅してしまうのだ。

この結晶の理論的な新しさは、ある意味では諸刃の剣であり、物理学者たちは現在、この結晶の明確な応用例を見つけるのに苦労している。しかし、von Keyserlingkは、この結晶を高精度のセンサーとして使えるのではないかと提案している。他にも、この結晶を使って、より優れた記憶装置を作ったり、より高速な処理能力を持つ量子コンピューターを開発したりすることも提案されている。

しかし、別の意味で、タイムクリスタルの最大の用途は、すでにここにあるのかもしれない。それは、量子力学の限界を探ることです。

「自然界に現れるものを研究するだけでなく、実際に設計して、量子力学でできること、できないことを調べることができるのです」とラザリデスは言う。「もし自然界で何かを見つけられなくても、それが存在しないということではありません。

この記事はLive Scienceに掲載されました。


DeepL翻訳

「量子の黙示録」：超高性能コンピューターがいかにして政府を機能不全に陥れ、事実上インターネットを崩壊させる可能性があるか

2019年10月6日

「量子の黙示録」：超高性能コンピューターがいかにして政府を機能不全に陥れ、事実上インターネットを崩壊させる可能性があるか

https://www.independent.co.uk/tech/quantum-apocalypse-computers-affect-internet-bitcoin-governments-a9143171.html

「事実上、現代の金融、商業、通信、輸送、製造、エネルギー、政府、そして医療のシステムは機能を停止するでしょう」とサイバーセキュリティの専門家は警告しています。

コンピューティングの新時代は「量子黙示録」をもたらす可能性がある（iStock）

想像を絶するほど高速なコンピューターの新時代が、あと数年で訪れようとしています。量子コンピューターは、私たちのコミュニケーション方法、病気の治療法、さらには以前は不可能と考えられていた問題の解決方法さえも変革すると見込まれています。

しかし、一部のコンピューティングの専門家は、実用的な量子コンピューターが、私たちの知るインターネットを事実上崩壊させる可能性もあると懸念しています。

Googleが最近成し遂げた進歩により、量子コンピューターの到来は予想よりも早まる可能性があります。流出した研究論文によると、同社は「量子超越性」として知られる状態を達成したとされています。これは、量子コンピューターが現在の最も強力なスーパーコンピューターの能力をはるかに超える計算を行ったということです。

量子コンピューターは1982年に物理学者のリチャード・ファインマンによって初めて理論化されました。これは量子物理学の特異な性質とコンピューター科学を組み合わせることで、従来のコンピューターよりも指数関数的に強力な処理能力を実現するものです。

従来のビット、つまりデータの保存と転送に使用される「1」と「0」の代わりに、量子コンピューターは量子ビット、つまりキュービットを使用します。これらは重ね合わせの状態で存在し、同時に「1」と「0」の両方として機能することができます。

単一の二進状態に制限されないため、量子コンピューティングシステムに新しいキュービットが追加されるたびに、従来のコンピューターと比べて指数関数的に強力になります。

機能するためには、キュービットを絶対零度（-273℃）に近い極低温に保つ必要があります。これにより、開発が非現実的で非常にコストがかかるものとなりますが、潜在的な進歩の可能性があるため、Google、NASA、CIAなどがこの開発に取り組んでいます。

Googleの流出した論文が事実だとすれば、同社がこの革新的な新型コンピューターの開発競争をリードしている可能性があります。従来のスーパーコンピューターでは約1万年かかる計算を、Googleの72キュービットコンピューターはわずか200秒で実行しました。

論文には次のように記されています：「既知のすべての古典的アルゴリズムと比較して、この劇的な高速化は計算タスクにおける量子超越性の実験的実現を示すものであり、長年待ち望まれていた新たなコンピューティングパラダイムの到来を告げるものです。」

しかし、このような力には大きな代償が伴う可能性があります。サイバーセキュリティ企業Sectigoのシニアフェロー、ティム・カランは、これらの時代を定義する機械の登場が「量子の黙示録」と彼が呼ぶものをもたらす可能性があると警告しています。

脅威にさらされているのは、WhatsAppのような人気のメッセージングアプリからオンラインバンキング取引まで、あらゆるものに使用されている現在の暗号化技術です。これらのRSAおよびECC暗号化システムは、私たちのすべてのデータがサイバー犯罪者、ハッカー、諜報機関にさらされるのを防いでいます。

量子コンピューターは、この暗号化を破るのに必要な計算よりも桁違いに高速であるため、政府、教育、ビジネス、医療のデータがすべて危険にさらされる可能性があります。

カラン氏は『インディペンデント』紙に対し、「量子コンピューターがRSAとECCを打ち破る時期を確実に言える人はいませんが、多くの推定では今後10年から15年以内にその日が来るとしています」と語っています。

「実質的に、現代の金融、商業、通信、輸送、製造、エネルギー、政府、そして医療のシステムは機能を停止するでしょう。」

政府、経済、重要インフラを機能不全に陥れるだけでなく、量子コンピューターの到来はビットコインのような暗号通貨の終焉を告げる可能性もあると考える人もいます。

ビットコインの技術的基盤は、基盤となるブロックチェーンネットワークをハッキングから守る高度な暗号技術に依存しています。量子コンピューターがもたらすリスクは、その能力が理論的にこの保護を無力化する可能性があるということです。

英国のサイバーセキュリティ企業Post Quantumは、ビットコインを「明らかに量子コンピューター耐性がない」と表現し、対策が講じられなければ「最初の量子コンピューターが登場したその日にビットコインは消滅するだろう」と警告しています。

幸いなことに、解決策があるかもしれません。現在、私たちの知るデジタル世界の終焉から守る量子耐性アルゴリズムの開発が進められています。

日本語関連記事：解説：耐量子暗号アルゴリズムとは何か？なぜ必要なのか？

大規模量子コンピュータの外観（ウィンフリード・ヘンジンガー）

データを暗号化する新しい方法を特定する取り組みを主導しているのは、米国の国立標準技術研究所（NIST）です。同機関ではすでに20以上の潜在的アルゴリズムが精査されていますが、そのうちの1つでもこのタスクに適しているかどうかを判断するには時期尚早です。

最大の課題は、暗号化技術が量子コンピューターからのサイバー攻撃から守るだけでなく、現在のインターネットのネットワークインフラ上で動作する従来のコンピューターやスマートフォンとも連携することです。

カラン氏は「量子コンピューターが2進コンピューターに取って代わるわけではありません。むしろ、両方のアーキテクチャが共存していくでしょう」と述べています。「したがって、将来の暗号化パラダイムは、量子コンピューターだけでなく従来のコンピューターからの攻撃にも耐えられる必要があります。」

カラン氏はこの潜在的な量子の黙示録の時期を少なくとも10年先としていますが、他の予測ではもっと早く訪れる可能性があると示唆しています。

量子コンピューターがこの危険点に達するまでの正確な時間を解明する研究は、カナダのウォータールー大学量子コンピューティング研究所の共同設立者、ミケーレ・モスカによって先駆的に行われています。

モスカの研究を通じて、この時点は「Zデート」として知られるようになり、2016年の推定では2026年以前に到来する確率が15％とされていました。Googleの最新の研究により、この確率はさらに上がっている可能性があります。

モスカの画期的な研究論文は、ぞっとするような警告で締めくくられています：量子コンピューターが世界を変えるのであれば、まず世界を救う方法を見つけなければなりません。

「大規模な量子コンピューターで量子力学の力を利用することで、人類にとって価値ある多くの問題を解決できるようになります」と論文は述べています。

「しかし、まず量子コンピューターが到来する前に、一連の量子耐性暗号ツールを開発・展開することで、サイバーセキュリティを破壊する壊滅的な影響を回避しなければなりません。」

翻訳：Claude3.5 Sonnet

2048量子ビットの量子コンピューターが登場 - 軍用レベルを含むすべての古典的暗号を理論上破れる可能性あり、とD-Wave社が発表

2019年9月24日

2048量子ビットの量子コンピューターが登場 - 軍用レベルを含むすべての古典的暗号を理論上破れる可能性あり、とD-Wave社が発表

https://web.archive.org/web/20191214014355/https://www.science.news/2019-09-24-d-wave-2000-qubit-quantum-computing-encryption.html

マイク・アダムズ

ここ数日、GoogleとNASAが発表した「量子超越性」における驚くべき突破口について取り上げてきました。他の記事では、量子コンピューティングが、計算量の観点から、非常に複雑なアルゴリズム的計算問題をシンプルな線形（または幾何学的）問題に変換する方法を明らかにしました。実用的には、量子コンピューターは暗号解読機であり、暗号通貨、軍事通信、金融取引、さらには個人の暗号化通信で使用されている暗号を含む、すべての既知の古典的暗号を解読することができます。


量子コンピューターの量子ビット（キュービット）の数が、従来の暗号化に使用されているビット数を超えると、その暗号化は事実上意味がなくなります。言い換えれば、256量子ビットの量子コンピューターは、256ビット暗号を簡単に解読できます。512量子ビットのコンピューターは、512ビット暗号を解読でき、それ以上も同様です。

独立系メディアの主要な発行者である私たちは、政府が資金提供する技術の進歩は、通常、さらに数年先の進歩が達成された後にのみ、一般に公開されることを長い間知っていました。実用的な観点から言えば、画期的なテクノロジーが報告される頃には、政府はすでにその10年先を行っているというのが経験則です。


したがって、Googleの科学者たちが53量子ビットの量子コンピューターによる「量子超越性」を宣言したとき、彼らの秘密の研究所では、おそらくすでにはるかに多くの量子ビットを持つ量子コンピューターが稼働していると確信を持って言えます。


これらの記事をまとめている時点では、Googleやその他の研究機関にエキゾチックなハードウェアを提供している量子コンピューティング企業のD-Wave社が、2048量子ビットの量子コンピューターを発表したことを、私たちはまだ知りませんでした。

グリホサート検査は、現在、Health Ranger Storeブランドのすべての製品に適用されています。当社の社内ラボでは、LC-MS-MS（トリプル四重極質量分析計）を使用しています。完全なラボサイエンスツアービデオと発表は、こちらをご覧ください。超クリーンで、ラボテスト済みのスーパーフード、パーソナルケア製品などは、Health Ranger Storeでお買い求めください。Health Ranger Storeは、クリーンな食品とラボで検証された栄養ソリューションの世界で最も信頼されているソースです。

D-Wave 2000Qプラットフォームと呼ばれるこのシステムは、2048量子ビットを搭載しており、2048ビット以下の暗号化を使用する軍用グレードの暗号を効果的に解読できます。

D-Wave Systemsのパンフレットで説明されているように：

D-Wave 2000Qシステムは、最大2048の量子ビットと5600のカプラーを備えています。このスケールに到達するために、128,000のジョセフソン接合を使用しており、これによりD-Wave 2000Q QPUは、これまでに構築された超伝導集積回路の中で最も複雑なものとなっています。

D-Waveの超伝導量子コンピューティングプラットフォームに関するその他の事実：

• このシステムの消費電力は25kWで、一般的な住宅に配線されている電力（通常は200アンペア×220ボルト、つまり44kW）よりも少ない電力で動作させることができます。
• このシステムは、ほとんど熱を発生させません。「必要な水冷は、キッチンの蛇口が提供できるものと同程度です」とD-Waveのパンフレットには書かれています。
• このシステムは、機械学習、金融モデリング、ニューラルネットワーキング、化学におけるタンパク質のモデリング、そして最も重要な「整数の因数分解」に関わる計算効率の真に信じられないような改善のためのプラットフォームを提供します。

「整数の因数分解」とは、暗号解読を意味します

D-Waveのパンフレットにある「整数の因数分解」という一文は、現在、暗号通貨アナリストの間で前例のない不安を引き起こしています。彼らの中には、量子コンピューティングが暗号通貨の暗号化アルゴリズムを時代遅れにすることを認めたくないがために、量子コンピューターが精巧なでっち上げであるという奇妙な考えを押し進めているようです。（少なくとも現在の構造では、将来的にこれを回避する方法があるかもしれませんが。）

「整数の因数分解」は、暗号解読の鍵となります。実際、非常に大きな数を因数分解することが極めて困難であることが、古典的なコンピューティングを使用して暗号を解読することを信じられないほど難しくしているのです。しかし、以前の記事で説明したように、量子コンピューティングは、指数関数的に複雑な数学的問題を、単純な線形（あるいは「幾何学的」と呼んでもよい）な数学に変換し、計算を馬鹿げたほど単純にします。（実際には、量子コンピューターは何も「計算」していません。宇宙が計算をしているのです。量子コンピューターは、物理的現実の根底にある計算的性質と対話するためのインターフェースに過ぎません。それは、宇宙全体にわたるすべての亜原子粒子と原子要素の因果関係の解を計算する超計算マトリックスに基づいています。以下を読んでください...）

ビット数にもよりますが、量子コンピューターは、古典的なコンピューターでは文字通り10億年かかるかもしれない問題を、1秒以内に解答の候補となる短いリストにすることができます。（繰り返しになりますが、多くの変数に依存しますが、これは特定のシステムの仕様についての正確な主張ではなく、スケールの概要にすぎません。）

D-Waveの量子コンピューターの価格はわずか数百万ドルであることを考えると、暗号を簡単に破ることができるシステムを持っていれば、なりすまして別のものに転送できる数十億ドル相当の暗号通貨が存在するため、遅かれ早かれ、誰かが量子コンピューティングシステムを入手し、それを使って暗号通貨ウォレットをなりすましたトランザクションで盗むことは経済的に確実だと思われます。はっきり言えば、D-Wave社はおそらく顧客を慎重に精査していると思われ、悪意によって動機づけられていると思われる組織に量子コンピューティング技術を提供することはないでしょう。しかし、現実的には、例えば連邦準備制度を運営しているような、ゆがんだ邪悪な人々の手に高度な技術が渡った歴史的な例を、私たちは皆見てきました。

D-Waveの量子コンピューターは、実際には何も「計算」しているわけではありません。それらは数学的な問題を複数の次元に送り込み、そして最も可能性の高い答えを取り出す

では、量子コンピューティングは実際にどのように機能するのでしょうか？いくつかの記事で説明したように、これらのシステムは、この用語の古典的な意味での「計算」を実際に行っているわけではありません。D-Waveのハードウェアでは「計算」は行われていません。これを説明する最良の方法は、量子コンピューターを計算のスターゲートとして想像することです。それらは数学的な問題を超次元の現実（重ね合わせなどの量子の現実）に提出し、現実の構造そのものが本質的に数学的であるため、宇宙自体が計算を実行します。一部の優れた科学者が言うように、宇宙は数学そのものであり、したがって現実の構造は、サブアトミックレベルまでの無限の計算能力で、あらゆる時間のスライスにおいて自動的に解を計算せざるを得ません。

言い換えれば、量子現象の世界は、原子のスピン状態とサブアトミック粒子のすべての可能な組み合わせと順列を常に試しており、自然かつ自動的に、最小のエネルギー状態（つまり、最小の混沌）を達成する最良の組み合わせを導き出しています。

その結果、バイナリレジスタを表す要素のスピン状態に、考えられる最良の解の短いリストが「魔法のように」（魔法ではありませんが、魔法のように見えます）現れるのです。このように、計算問題に対する答えは、あたかも宇宙自体がバイナリで表現できるあらゆる問題に無料で答えを提供する神のような計算の達人であるかのように、宇宙からあなたに与えられるのです。（技術的に言えば、このことは宇宙が数学を通して創造を表現する知的な設計者によって創造されたことも証明しています。）

量子ポータルとやり取りする標準的なC++コマンドを使用して、プログラマーは簡単に暗号コードを解読できます

ちなみに、これらの量子関数はすべて、C++、Python、MATLABを含む標準的なコンピュータ言語コードによって制御されています。このシステムには独自のAPIがあり、「Quantum Machine Instruction」（QMI）コマンドを介して量子の領域にコマンドを送信することもできます。D-Waveのパンフレットで説明されているように：

D-Wave 2000Qシステムは、標準的なInternet API（RESTfulサービスに基づく）を提供しており、C/C++、Python、MATLABのクライアントライブラリが利用可能です。このインターフェイスにより、ユーザーはネットワークを介してクラウドリソースとしてシステムにアクセスしたり、高性能コンピューティング環境やデータセンターに統合したりすることができます。D-Waveのホスト型クラウドサービスを通じてもアクセスできます。D-Waveの開発ツールとクライアントライブラリを使用することで、開発者は業界標準のツールを使用して、既存の環境内でアルゴリズムとアプリケーションを作成できます。

ユーザーはさまざまな方法でシステムに問題を提出できますが、最終的に問題は量子ビットの重みとカプラーの強度に対応する値のセットを表します。システムは、これらの値と他のユーザー指定のパラメータを受け取り、単一の量子マシン命令（QMI）をQPUに送信します。問題の解は、見つかった量子ビットの最適な構成、つまりエネルギーの景観の最も低い点に対応します。これらの値は、ネットワークを介してユーザープログラムに返されます。

つまり、暗号解読は、大きな整数を一連のビットとして量子システムに送信するのと同じくらい簡単で、それらのビットは量子ハードウェアによって電子のスピン状態に変換されます。そこから「go」コマンドが発行され、宇宙は最小のエネルギー状態（つまり、最小の混沌を持つ最も単純な解）を達成するために、複数の量子ビットのスピン状態の最良の組み合わせを自動的に導出する方法で方程式を解きます。大きな整数の最良の因数の候補のリストが、バイナリレジスタの時分割表現で返されます。これは、サブルーチン要求と同様に、通常のネットワークを介して読み取ることができます。

そこから、古典的なコンピューターは、標準のCPUとコードロジックを使用して、量子システムからの最良の答えの候補リストを用いて大きな整数の因数分解を試みることができます。そのリストから数回の試行で、正しい因数が簡単に見つかります。因数がわかれば、元の暗号化されたメッセージの復号化キーがわかったことになるので、復号化は容易です。事実上、量子コンピューティングを使って、システムからキーを「騙し取り」、銀の盆に乗せて手渡したことになります。（あるいは、量子スピン状態のハードウェアで使用されているエキゾチックな元素によっては、ホルミウムをメッキしたプラチナの盆になることもあります。）

言い換えれば、この技術にアクセスできる有能なプログラマーは、ほとんど努力せずに暗号を解読できるのです。プログラミングロジックは全く複雑ではありません。このようなシステムの難しさは、温度や電磁干渉の影響を強く受けるスピン状態の「読み取り」や「書き込み」を含むハードウェア制御システムにあります。エキゾチックなハードウェアが、この全てにおける真のブレークスルーであり、計算の部分ではありません。（ある意味で、量子コンピューターは「物理学」のオラクルです。物理学がチャレンジであり、コンピュータコードではありません。）

大半の人は量子コンピューティングを理解できませんが、それは量子コンピューティングが存在しないふりをする理由にはなりません

最近、私が発見した興味深いことの1つは、量子コンピューティングを理解していない一部の作家や出版社が、量子コンピューティングが存在しないふりをする方向に傾いているということです。一部の人々によると、Googleの53量子ビットの発表はデマであり、彼らの見解では、D-Wave Systemsは実在せず、量子コンピューターを全く販売していないことになります。

これは合理的な立場ではありません。D-Waveが実在する企業であり、実際のハードウェアを持っていること、そしてGoogleがすでに2048量子ビットの量子コンピューティング能力を持っていることは疑いありません。さらに、GoogleとNSAには、この事実を可能な限り秘密にしておく十分な理由があります。これにより、彼らは皆の「暗号化された」電子メールと金融取引を引き続きスクレイピングすることができ、そのすべては、NSAがあなたの活動をより詳しく調べたいと思ったときにいつでも遡及的に復号化できるのです。

私には、宇宙そのものが本質的に計算可能であることは長い間明らかでした。電子の軌道殻で見られる確率波の崩壊を見てみてください。宇宙が亜原子レベルで、難なく、明らかなコストをかけずに、瞬時に解を計算していることは自明のはずです。宇宙の枠組み自体が、数学と高速な計算による解によって駆動されているのです。亜原子現象がどれほど量子化されているかに気づけば、宇宙がデジタル化され、数学的であることは露骨に明らかになります。言い換えれば、我々が存在している構造全体が数学的シミュレーションであり、おそらく神が私たちの集団的愚かさを見て楽しむために創造したのかもしれません。

ちなみに、D-Wave Systemsはこのことについて何が起こっているのかを正確に知っています。彼らの目標は、量子コンピューティングを大衆に利用可能にすることです。また、量子コンピューティングがどのように機能するかについて、その超次元的な現実を示唆しているようです。彼らのパンフレットから：（強調は追加）

D-Waveの量子コンピューターは世界で最も先進的ですが、量子コンピューティング革命はまだ始まったばかりです。私たちのビジョンは、量子コンピューターが誰もがアクセスでき、価値があり、世界で最も複雑な計算問題を解決できる未来です。これには、多次元での進歩と、さまざまな分野の専門家の貢献が必要になります。世界中で投資が増加し、研究と技術が進歩し、そのビジョンを実現するために必要な開発者、ユーザー、アプリケーションのエコシステムが成長していることは、エキサイティングなことです。

D-Waveの人々はとても賢い人たちだとわかります。もしこれらのシステムが少なくとも1桁安くなれば、私たちはそれを購入し、質量分析ラボに設置して、宇宙に計算の質問を投げかけ始めることができるかもしれません。

個人的に、私がこのようなシステムを持っているなら、明らかな理由からタンパク質のフォールディングの問題を解くために使うでしょう。そして、おそらくがんの血液および尿バイオマーカーの探索を始めるでしょう。量子コンピューティングを競馬の賭けやハンデキャップの方程式の解決に適用すれば大金を稼ぐことができるでしょうが、それはこのシステムが本当にできることに比べれば愚かなことに思えます。もう1つの応用例は、反物質を合成する最良の方法を導き出すために原子崩壊パターンを解くことです。反物質は光速を超えるドライブシステムに動力を供給するために使用できます。（これについては、OblivionAgenda.comの一連の講義で取り上げています。FTLの講義はまだそこには掲載されていませんが、近日中に公開予定です。）

悲しいことに、ディープステートはおそらくこの技術を使って人類を監視し、AIによる顔認識と「プリクライム」予測的告発で全員を奴隷にするでしょう。そして、それが赤旗法に変換されるのです。ハイテク企業があなたを心理的、行動的にプロファイリングすれば、量子コンピューティングシステムは、あなたが次の銃乱射犯になる可能性を簡単に計算できます。引き金を引いたことがなくても、「量子法」であなたは有罪となる可能性があります。

すべての技術と同様に、これも政府によって人類を支配し、奴隷にするために悪用されるでしょう。これは、技術に問題があるのではなく、むしろ堕落した人間の間に道徳と倫理が欠如していることを意味します。

科学とコンピューティングについての詳細は、Science.newsをご覧ください。


翻訳：Claude３