Googleは2019年末に目覚ましい画期的成果を発表した。同社は「量子超越性（quantum supremacy）」 と呼ばれるものを達成したと主張した。quantum supremacy。新しいタイプの「量子」コンピューターを使い、200秒でベンチマークテストを実行したという。これは、最先端の従来型スーパーコンピューターであれば同じテストの完了に約1万年かかるとされていたことと鮮明な対照をなしていた。
それでも、IBMの主張（同社のスーパーコンピューターは、多少の最適化を施せば、この課題を数日で解けるというもの）があったものの、Googleの発表により、我々が途方もない計算能力の新時代に入りつつあることが明らかになった。
それほど注目されてはいないが、量子通信ネットワークの開発も急速に進んでおり、それらすべてを結ぶ基幹ネットワークとして「量子インターネット」と呼ばれるものも存在する。我々が知るインターネットがコンピューターの発展に続いて登場したように、量子コンピューターには、より安全で、より高度に同期された量子インターネットが伴うものと予想できる。
量子コンピューティングと同様に、量子通信も「量子ビット（キュービット）」と呼ばれる単位で情報を記録する。これはデジタルシステムがビットやバイトを用いるのに似ている。ビットが0か1のいずれかの値しか取れないのに対し、量子ビットは量子物理学の原理を用いることで、0と1の値を同時に取ることができる。これにより量子コンピューターは特定の計算を非常に高速に行うことが可能になる。問題の複数の変種を一つずつ解く代わりに、量子コンピューターはそれらすべてを同時に処理できるのである。
これらの量子ビットは、「もつれ（エンタングルメント）」と呼ばれる性質のため、量子インターネットの中核をなす。もつれ状態にある2つの量子ビットを地理的に離した場合（例えば、一方がダブリン、もう一方がニューヨークにある場合）、両方を測定すると同じ結果が得られる。これにより、第三者には解読できない、2者間で共有された知識による、究極の秘密通信が可能になる。その結果得られるメッセージの暗号化と復号の能力は、量子インターネットの最も強力な特徴の一つとなるだろう。
商業的な応用
これらの高度な暗号技術には、商業的な応用先が数多く存在するだろう。特に金融の世界は恩恵を受けると見られる。量子インターネットにより、オンライン取引のプライバシーが強化され、取引に用いられる資金の裏付けもより強固に証明できるようになるためである。
最近、トリニティ・カレッジ・ダブリンのCONNECTセンターにおいて、我々は、この水準のセキュリティを実現しうるアルゴリズムの実装に成功した。これがハッカソン（hackathon）の最中に行われたという事実は、コンピュータープログラマーのための一種の競技会であるが、量子物理学の詳細な知識を持たない愛好家でさえ、量子インターネットに必要となる構成要素の一部を作り出せることを示している。この技術は専門の大学学部に限定されることはなく、かつてインターネットが世界中の研究者をつなぐ手段としてその起源を超えて広がったのと同様である。
しかし、現時点では非常に限定的な量子コンピューターしか作れないのに、この量子インターネットはどうすれば近い将来に構築できるのだろうか？答えは、量子インターネットの機器が完全に量子的である必要はなく、ネットワークが通信プロトコルを処理するために大規模な量子マシンを必要とする必要もないということである。
量子通信ネットワークが機能するためには、量子ビットがわずか一つ、あちこちにあれば十分である。光ファイバー、データセンター、基地局という現在のインフラを置き換えるのではなく、量子インターネットは、既存の古典的インターネットの上に構築され、その最大限の活用を図る。
このように急速な進展が続く中、量子インターネット技術は、近い将来、通信事業者の事業計画を形作ることになるだろう。金融機関はすでに量子通信ネットワークを活用しており、銀行間取引をより安全にしている。また、量子通信衛星は稼働しており、これらのネットワークを世界規模に拡張するための第一歩となっている。
量子インターネットの基盤は、今まさにこの文章を読んでいる間にも実質的に敷設されつつある。大型の量子コンピューターがついに完成すれば、このネットワークに接続し、クラウド上でアクセスすることができ、量子暗号による完全なプライバシー保証も得られる。
量子インターネットの強化された暗号技術が利用可能になったとき、一般ユーザーは何に気づくだろうか？おそらくほとんど何も気づかないだろう。暗号技術は廃棄物処理のようなもので、すべてが正常に機能していれば、顧客はそれを意識すらしない。
暗号を作る者と解読する者との絶え間ない競争において、量子インターネットは解読者が優位に立つことを防ぐだけにとどまらない。競争のコースそのものを別の次元へと移し、暗号を作る者に大きな先行優位をもたらすだろう。データが現代の通貨となりつつある中、量子インターネットは新たな貴重な商品に対してより強固なセキュリティを提供するだろう。
