「時間を曲げて」量子コンピューターの演算に利用する理論が発表

量子力学と相対性理論――現代物理学を支えるこの“二大柱”が出会ったら、いったい何が起こるのでしょう？

オーストリアのインスブルック大学（UIBK）で行われた研究によって、アインシュタインの“時間の伸び縮み”を、量子コンピューターの演算にそのまま使ってしまおう、というまるでSFのような構想が示されました。

高速で動く量子ビットが固有時間の遅れを利用して自在に回転し、さらに量子場を介して遠く離れたビット同士を結び付けるこの手法は、理論検証の結果、あらゆるアルゴリズムを走らせ得る“汎用型”量子計算機たり得ます。

研究者は「従来機が“止まった世界”で計算していたとすれば、私たちは“動く世界”で新しい計算を描くのです」と語ります。

高速で動く量子ビットは本当に私たちの計算観を一変させるのでしょうか？

研究内容の詳細は2024年10月31日に『Physical Review Letters』にて発表されました。

走る量子ビットで計算すると何が起こるか？

まず本文に入る前に、今回の研究は「時間の遅れを使って計算する」「量子場を使って通信する」「重力を計算資源にする」などSFまがいの難解な概念が出てくるため、全体を超ザックリ解説します。

＜ザックリ解説＞

アインシュタインの相対性理論によると、光に近い速さで移動すると時間の進み方が遅くなります。

この研究ではその仕組みを利用し、量子コンピューターを動かすという驚きのアイデアが提案されています。

従来はレーザーや回路で量子ビット（量子版の情報の最小単位）を操作していましたが、なんと「量子ビットを高速で動かす」だけで同じことができるというのです。

光速に近い速度で動く量子ビットにとっては時間がゆっくり進むため、その量子ビットの状態を自由に変えることができます。