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“量子優位性”の基礎的な理解に大きな進展
量子コンピュータは、情報処理の基本単位である「量子ビット」を用いて計算を行うシステムだ。0と1が同時に存在する「重ね合わせ」や、複数の量子間で相関する「量子もつれ」などの量子状態を巧みに制御・利用することで、組合せ最適化問題のような特定の問題に対しては古典コンピュータより効率よく計算できる可能性を持つ。
この量子状態に対して施される操作を「量子演算」と呼ぶ。その演算内容(具体的な計算の仕方)がわからないブラックボックスの状態であっても、その操作による“効果”だけをメモリに保存し、後から再生できるようにする技術が重要だ。これは、プログラムのソースコードを解析することなく、アプリの動作を保存して後から再現する技術に似ている。
これを実現する技術は2種類ある。1つは古典(従来型)コンピュータを利用する「古典戦略」だ。この手法では、ブラックボックスへの入出力関係を多数測定し、その量子演算を推定した上で、古典メモリに記録する。もう1つが、まだ開発途上の技術である「量子戦略」だ。これは、ブラックボックス内の量子演算を詳細に解析・推定する代わりに、その作用を量子的な形で保持して後から利用するというものである。