量子技術は、従来のコンピューティングと比べて処理速度を桁違いに高め、今後10年間にわたりすべての主要な経済分野に影響を与えるでしょう。
量子技術は今後10年以内に数兆ドルの価値を持つ可能性があります。しかし、それは何であり、専門家はこの技術をどのように見ているのでしょうか。
世界経済フォーラムの量子経済ネットワークは、量子技術に関する認知と理解を広げることを目的としており、量子経済を構築するための青写真を作成しています。
「量子技術は経済のあらゆる主要分野に浸透し、影響を与えるとともに、『ポスト量子時代』と呼ばれるであろう時代へと私たちを導くでしょう。これらが総体として経済的影響と独自の経済エコシステムを生み出しており、私たちはそれを『量子経済』と呼んでいます。」
これは、世界経済フォーラムの量子技術テーマリードであるアルニマ・サルカーが、デジタル会員向けの限定バーチャルプログラムの一環として、量子技術の将来に関するパネルディスカッションを紹介した際の言葉です。
マッキンゼーによると、量子技術は数兆ドルの価値を持つ可能性があり、今後10年以内に、化学、ライフサイエンス、金融、モビリティがその恩恵を最初に享受する分野となる見込みです。
しかし、量子技術は一般の人々にはまだほとんど知られていません。サルカーが指摘したように、この技術に対する認知と理解は明らかに不足しており、フォーラムの量子経済ネットワークは、この知識のギャップの解消を目指しています。
では、量子技術とは一体何であり、どのようにして数兆ドル規模で私たちの経済に影響を与えるのでしょうか。
量子技術とは何か？
量子技術は量子力学の原理に基づいています。これは素粒子に適用される物理法則であり、その起源はニールス・ボーアをはじめとする物理学者の研究にさかのぼります。ヴェルナー・ハイゼンベルク、エルヴィン・シュレーディンガーらによる1920年代の研究です。量子技術は新しいものではありません。原子力の開発とともに初めて利用されるようになり、そして半導体の基礎でもあり、お使いの携帯電話やその他多くの機器に含まれています。
現在、量子技術が応用されている主要分野の一つは量子コンピューティングであり、これは従来のコンピュータとは根本的に異なる方法でデータを処理することを可能にします。
量子コンピューティングの中核にあるのは量子ビット（キュービット）です。これは従来のビットに相当する量子版であり、情報を符号化するための最も基本的な単位です。ビットがオンまたはオフ（0または1）のいずれかの状態を取るのに対し、量子ビットは0または1のいずれか、あるいはその両方の組み合わせの状態を取ることができます。これは量子理論における重ね合わせ効果によるもので、粒子が同時に複数の状態で存在しうることを意味します。
量子コンピューティングは処理性能を大幅に向上させるだけでなく、複雑な問題をはるかに速く解決できる可能性を秘めており、今日の最も強力なスーパーコンピュータをも上回ります。
量子コンピューティングに加えて、高感度の量子センサーや量子データネットワークなど、多くの他の量子技術も様々な開発段階にあります。
「量子は100年前から存在しています。長い間存在してきました。私たちは今、それを展開するために必要なハードウェアとソフトウェアに実装しようとしているところです」と、フォトニック社のCEOであるポール・テリーは、他のパネリストに語りました。
量子技術の応用分野は何か？
計算の高速化は量子技術の利点の一つですが、QuSecure社の共同創業者兼最高製品責任者であるレベッカ・クラウザマーが指摘するように、それは従来のコンピューティングの単なるアップグレード以上のものです。
「初期の段階では、多くの人が量子コンピュータは、より速く、より強力な従来型コンピュータになると考えています。しかし、それは違います。量子コンピュータは異なる考え方をするのです。ですから、例えば、量子を活用した表計算ソフトが作られることは決してないでしょう。」
代わりに、専門家は特にセンサーや通信の分野で最大級の影響が生じると見込んでいます。
SandboxAQ社のエンジニアリング担当副社長であるステファン・ライヘナウアーは、パネルで、量子センサーは従来型のセンサーよりもはるかに高感度になりうると語りました。
「今日すでに有用な用途で使用できる量子センサーがあり、技術の成熟に伴い、時間の経過とともに性能は向上していくでしょう。しかし今日でさえ、次世代の医療機器、ジオフェンシング、ナビゲーション、鉱物探査などにすでに使われています」と彼は述べました。
例えば、量子ナビゲーションシステムは、現在のGPSの脆弱性を克服する可能性を持っています。技術的な障害、サイバー攻撃、大気の乱れといった問題を克服し、はるかに高いレベルの精度で位置を特定し、ナビゲーションを行うことができます。
もう一つの分野は通信とネットワーキングです。量子通信は情報の安全な転送を可能にし、より安全なネットワーキングとインターネット接続をもたらします。
「量子セキュアネットワークが登場するでしょう。量子コンピュータ同士を実際に接続するネットワーク、いわゆる量子インターネットも見られるようになるでしょう。これは英国政府の使命の一つです」と、テリーは強調しました。
量子技術の推進に向けた主要な実現要因は何か？
英国政府と同様に、世界中の政策立案者や政府は、将来の量子経済への参加を確実にするために量子技術への投資を行っており、現在は中国が先頭に立っています。
世界経済フォーラムが「量子経済のための青写真」で指摘しているように、価値連鎖全体を構築する必要があります。半導体、ナノテクノロジー、フォトニクスなど既存のサプライチェーンとの重なりもみられるでしょうが、さらに多くの連携を築く必要があります。フォーラムは、量子経済が価値を生み出すために必要なすべての要素を整えるには、国際協力が不可欠になると見込んでいます。
同時に、青写真は「量子格差」を回避しなければならないと警告しています。特に、既に存在する大きなデジタル格差や、量子分野の取り組みが現在特定の国々に集中しているという事実を踏まえると、その必要性は高まります。
世界経済フォーラムは第四次産業革命に関して何に取り組んでいるのか？
フロンティア技術・イノベーションセンターは、科学者、政策立案者、ビジネスリーダーを結集し、新興技術とそれが現実世界にもたらす影響を見極めることを支援しています。
このセンターは、共同作業と実験を可能にすることで、パートナーが研究段階のイノベーションを、世界共通の課題に対応する実用的な応用へと転換できるよう支援しています。
量子技術を推進するためのもう一つの優先課題は、経済の各分野にわたって量子技術に精通した人材を育成することです。マッキンゼーによると、現在、欧州連合が量子技術人材の数と密度で最も高い水準にあり、インドがそれに続いています。しかし、需要は増加する見込みであり、量子コンピューティングの予想される成長の恩恵を受けるためには、強固な人材パイプラインの構築が不可欠です。
しかし、特にサイバーセキュリティに関して、解決すべき技術的課題もまだ残っています。例えば、クラウザマーが指摘したように、量子コンピューティングの能力が向上するにつれて、「量子コンピュータは、これまで一般に認められてきた暗号化の標準を破ることができるようになるでしょう。そして、この暗号化は、世界中のほぼすべての安全な通信に影響を与える、あるいはそれを可能にしている暗号化です」。
一方で、量子技術は、特に量子鍵配送と呼ばれる技術のおかげで、暗号化とセキュリティの向上も約束しています。
「量子鍵配送は、量子技術を用いてデータの安全を保つ鍵を交換するための非常に優れた方法です。さらに、ポスト量子暗号やポスト量子暗号化もあります。名称は少し紛らわしいですが、実際には量子耐性のある暗号化を意味します」と、クラウザマーは付け加えました。
量子技術に備えるために組織は何をすべきか？
今日保存されている多くのデータは長期間保存されることになるため、量子技術が例外ではなく標準となる時代を見据えて先を考えることが重要です。
しかし、組織が量子の未来に備えるべより強い理由があります。それは生成AIの進化に基づくものです。
「AIは非常に長い間開発されてきた技術であり、専門家に尋ねれば、10年か15年前から関心を持たれてきました。しかし、ほとんどの人にとっては、数年前にChatGPTの瞬間が訪れ、誰もが突然注目するようになりました」と、ライヘナウアーは語りました。
「変化を推進してきた人々は今や先頭に立っています。一方で、それが来ることにまったく気づいていなかった人々、残念ながらそれが大多数ですが、今まさに慌てて対応策を模索しています。」
「誰もが突然量子を大規模に使い始めたとき、そうした人々の集団に取り残されたくはありません」と、ライヘナウアーは語りました。特に、IBMの量子インフラストラクチャのフェローでありディレクターであるジェリー・M・チョウが指摘したように、「量子コンピュータは、自らの本来の姿でいることにますます長けてきている」という状況においては、なおさらです。
クラウザマーも同意し、「私の唯一のアドバイスは、今すぐ始めることです」と述べました。
セッション全体は以下でご覧いただけます：
世界経済フォーラムのデジタル会員になると、多様なテーマのバーチャルセッションにアクセスできます。イベントカレンダーはこちらでご覧ください。
