米国科学・工学・医学アカデミーの「量子コンピューティングの可能性と影響に関する技術検討委員会」の報告書「Quantum Computing: Progress and Prospects」の要約部分を翻訳して公開し、さらに全文の翻訳も終えて出版準備を進めています。原文は米国アカデミー出版のサイトで入手できます。
2019年10月16日
東京工業大学 科学技術創成研究院 西森秀稔

目 次

要約

1章  コンピューティングの進展
1.1  現代のコンピューティングの起源
1.2  量子コンピューティング
1.3  コンピューティングの進歩の歴史: ムーアの法則
1.4  トランジスタを安価なコンピュータに変える
1.5  スケーリングの減速
1.6  量子: コンピューティングへの新しいアプローチ
1.7  文献

2章  量子コンピューティング: 新たなパラダイム
2.1  直観に反する量子世界の物理
2.2  量子技術の現状
2.3  ビットと量子ビット
2.4  量子ビットを使った計算
2.5  量子コンピュータの設計についての制約
2.6  有用な量子コンピュータの可能性
2.7  文献

3章  量子アルゴリズムとアプリケーション
3.1  理想的なゲートベース量子コンピュータのための量子アルゴリズム
3.2  量子誤り訂正と誤り軽減
3.3  近似アルゴリズム
3.4  量子コンピュータの応用
3.5  コンピュータのエコシステムの中における量子コンピュータの位置づけ
3.6  文献

4章  暗号に対する量子コンピュータの意義
4.1  現行の暗号化アルゴリズム
4.2  サイズの見積もり
4.3  ポスト量子暗号
4.4  実際の展開における難しさ
4.5  文献

5章  量子コンピュータの重要なハードウェア要素
5.1  量子コンピュータのハードウェア構造
5.2  イオントラップによる量子ビット
5.3  超伝導による量子ビット
5.4  その他の技術
5.5  展望
5.6  文献

6章  スケーラブルな量子コンピュータの基本的なソフトウェア要素
6.1  困難と可能性
6.2  量子プログラミング言語
6.3  シミュレーション
6.4  スペック、検証、デバッグ
6.5  ハイレベルでのプログラミングからハードウェアへのコンパイル
6.6  まとめ
6.7  文献

7章  量子コンピュータの可能性と時間スケール
7.1  進展の現状
7.2  量子コンピューティングの進歩を評価する枠組み
7.3  マイルストーンと時間軸の評価
7.4  量子コンピューティングの研究開発
7.5  明るい未来を目指して
7.6  文献

付 録
A  本書の目指すところ
B  イオントラップ量子コンピュータ
C  超伝導量子コンピュータ
D  量子ビットを作るためのその他の方法
E  研究開発投資の世界的な動向
F  委員とスタッフの経歴紹介
G  意見を聞いた方々
H  略語一覧
I  用語解説