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【比較表】量子コンピュータとスーパーコンピュータとの違い(メリット/デメリット・分類・歴史)

はじめに

量子コンピュータとスーパーコンピュータとの違いについて、比較表を中心に簡単にわかりやすく説明しました。「メリット/デメリット」「分類」「歴史」にも言及。

比較表

スーパーコンピュータと量子コンピュータには、以下のような違いがあります。

項目スーパーコンピュータ量子コンピュータ
目的高度な数値計算や データ処理のすべて限られた目的に 大きな力を発揮
演算単位0 or 1 (ビット)0 and 1 (量子ビット)
計算方法すべての入力に対して毎回計算重ねあわせ状態を 利用して一括計算
メリット既存技術を活用/汎用性の高さ特定のタスク、問題を高速に処理できる/ 電力消費量が少ない (超電導技術を使う場合)
デメリット消費電力が大きい/ 微細加工技術の限界/ 入力数が増えると、計算コストが増加製造や制御が難しい (量子状態の維持が困難)
将来今後も使い続けられるが、性能 向上の度合いは、鈍化する可能 性有り限られた問題に対して実用化が 進展、高速化が期待されている

コンピュータの分類

スーパーコンピュータは、古典コンピュータの一種です。

項目量子コンピュータ古典コンピュータ
方式【汎用型】量子ゲート方式【特化型】イジングモデル方式
量子アニーリング方式レーザーネットワーク方式シミュレーション方式(量子インスパイアード方式)
適用領域汎用的な計算を実現組み合わせ最適化問題に特化
環境極低温/超高真空常温/常圧
ハード超伝導量子回路光パラメトリック発振器従来の半導体
主な推進組織IBM/Google / Microsoft/Intel/ Alibaba/Q-LeapD-Wave /QEC/ NEC/NEDONTT/NII(国立情報学研究所) /量子人工脳富士通/日立/ 東芝/NEC
規模(商用化)53ビット (IBM)2,048ビット (D-Wave Systems)2,000ビット (NTT&NII共同開発)8,192ビット以上

計算スピードの違い

2019年、Google社を中心とする研究グループは、当時の世界最速のスーパーコンピュータが、1万年を要する計算を、同社の量子コンピュータが、3分20秒で実行したことを発表しました。

しかも、スーパーコンピュータの半導体素子は、1京子を超えていたのに対して、量子コンピュータの量子素子数は、たったの53個だったのです。

コンピュータ名構成タイプ計算時間
量子コンピュータ「シカモア」量子チップ1個(0.2ミリ角の超伝導素子53個)量子アニーリングマシン3分20秒
スーパーコンピュータ「サミット」10ペタバイトのメモリー(素子数は1京個超)ノイマン型コンピュータ1万年

コンピュータの進化の歴史

コンピュータの進化の歴史

参考サイト

  1. 日本総合研究所

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