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量子コンピュータ関連銘柄 更新: 10/12 12:45(日本時間)
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用語解説

量子化(物理学)とは?

要約

物理学でいう量子化とは、原子や電子などのミクロな世界で、エネルギーなどの物理量が連続的な値ではなく、とびとびの値しかとれない性質です。量子力学の基本で、とびとびの2つの状態を0と1に当てたものが量子ビットです。AIモデルを軽くする技術としての「量子化」とは別の意味です。

※ ここで説明するのは物理学の「量子化」です。AIモデルを軽くする技術としての量子化は、量子化とは?(AI)をご覧ください。

「量子化」とは、原子や電子などのミクロな世界で、エネルギーや角運動量などの物理量が連続的な値ではなく、とびとびの値しかとれないという性質です。たとえば階段では、段の上には立てても、段と段の間の高さには立てません。電子のエネルギーも同じように、決まった段の値しか取れません。この「とびとび」の性質が、量子力学の基本であり、量子コンピュータが情報を扱う土台になっています。

量子コンピュータでは、この量子化された状態を「量子ビット」として利用します。とびとびの2つの状態を0と1に当てたものが量子ビットで、量子ビットは0と1が重なり合った「重ね合わせ」の状態もとれます。量子化の考え方は、なぜ量子コンピュータが従来のコンピュータと根本的に異なるのかを理解するための第一歩です。

身近な例で言えば、音楽の音符がドレミの階段のようにとびとびであるのと似ています。量子化は、その「とびとび」のルールが自然界の最小単位に組み込まれていることを表しており、このルールに従って計算を行うのが量子コンピュータなのです。

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