量子コンピュータについて知りたい人のために、おすすめの本を紹介します。
量子コンピュータとは、従来のビットではなく「量子ビット（qubits）」を使用する次世代の計算機技術。量子ビットは、0と1の状態を同時に取る「重ね合わせ」と、量子同士の「もつれ」状態を利用し、複雑な問題を瞬時に解く能力を持っています。これにより、医薬品開発、材料科学、暗号解読など、計算量が膨大なタスクが革命的に速くなる可能性があります。
まずはじめに、量子コンピュータがわかる本のおすすめ5選を紹介します。
もっと探したい人のために、注目の新刊、ロングセラー本など（目次を参照）を紹介します。
あなたは、次のどれに当てはまりますか？
- コンピュータ科学や物理学の学生・研究者：量子コンピューティングの基本原理と技術を学びたい
- ITプロフェッショナル：将来の技術革新に備え、量子コンピューティングの知識を身につけたい
- エンジニアやプログラマー：量子アルゴリズムや量子ソフトウェア開発に興味がある
- テクノロジーに関心がある一般読者：次世代のコンピューティング技術について理解を深めたい
- ビジネスリーダーや戦略立案者：量子コンピューティングが業界にもたらす影響を評価したい
- 科学・技術の教育者：先進的な科学技術のトレンドを教材に取り入れたい
- セキュリティ専門家：量子コンピューティングがセキュリティや暗号に与える影響を理解したい
- 政策立案者：科学技術政策の策定に量子コンピューティングの知識を活用したい
- ベンチャーキャピタリストや投資家：量子コンピューティング関連のスタートアップへの投資機会を探している
- 新しい技術領域にキャリアチェンジを考えているプロフェッショナル
あなたの興味関心にあった本をみつけて、ぜひ読んでみてください！
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おすすめ5選）量子コンピュータの本
量子コンピュータがわかる本のおすすめ5選を紹介します。
量子コンピュータが本当にわかる! 第一線開発者がやさしく明かすしくみと可能性
書籍情報
ポチップ
量子コンピュータ読本の決定版!
「未来を創る35歳未満のイノベーター」(MITテクノロジーレビュー「Innovators Under 35 Japan 2021」)にも選出された気鋭の研究者による量子コンピュータ入門!
Googleが「量子超越性」の実証を発表するなど、量子コンピュータ周辺のニュースが世間を騒がせるようになってきました。
一方で、華々しい話を強調しすぎるあまり、量子コンピュータに得体のしれないひみつ道具のようなイメージが広がり、実体をきちんと知りたい人にとって必要な情報はあまり提供されていません。
本書は現場を知り尽くした開発者が、詳しく知りたい読者に向けて、量子コンピュータもあくまで現代のコンピュータの考え方をベースに発展させたコンピュータの一種であることや、どこにどう量子の性質が使われてどういう場合に計算が速くなるのかなどを、かみくだいて解説します。
また、現在実際に開発が進められている量子コンピュータについて、その種類や長所・短所、将来の展望などを述べます。量子コンピュータに興味を持たれた方の、最初の1冊としておすすめです。
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評判・口コミ、著者ポスト
量子超越 量子コンピュータが世界を変える
書籍情報
ポチップ
金融、医療、IT、エネルギー、そして宇宙ーーあらゆる分野で革命が起きる!
グーグル、IBM、マイクロソフトらによる熾烈な開発競争が勃発している「量子コンピュータ」。
従来のコンピュータ は「0」か「1」で情報処理をするが、量子コンピュータは「0」と「1」の「重ね合わせ」により複数データの並列処理ができるようになり、スーパーコンピュータの100 兆倍もの高い計算能力をもつ。
従来のコンピュータの限界を超える「量子超越」が実現すれば、現行のいかなる暗号技術も解読されるようになり、国家機密や金融界にまで甚大な影響が及ぶことが見込まれるという。複雑な化学プロセスを原子レベルで解析しうる量子コンピュータを用いることで、バッテリーの性能の向上や人工光合成が可能になり、エネルギー分野に革命がもたらされるほか、農業、医療、AI の分野に応用することで、現状の技術的な限界が突破され、新たな境地に達すると予測されている。
さらに、理論的な研究についても量子コンピュータによってブレイクスルーが起こることが期待されている。
量子コンピュータは核融合の問題点を解消し、やがては太陽やブラックホールも含めた宇宙についての謎を解き明かすことができるのではないだろうか……。そう、量子コンピュータは、「人類の運命を握っている」といっても過言ではないのだ。
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物理学の世界的権威であり、量子論の研究に生涯を捧げてきたミチオ・カク博士が、量子コンピュータの科学的仕組みや、白熱する開発競争、そしてワクワクするような未来を解説する。ニューヨーク・タイムズ・ベストセラー!
Pythonではじめる量子AI入門 量子機械学習から量子回路自動設計まで
書籍情報
ポチップ
量子機械学習は情報技術の未来形として、古典機械学習では困難と視されている、暗号解読、創薬、大規模気候予測、環境エネルギー問題などのような大規模なデータ解析問題において高速かつ効果的な応用の可能性を秘めています。
本書は、量子コンピュータの基本原理から最新の研究進展、そして機械学習との融合による新しい可能性に至るまで、包括的に解説しています。
量子機械学習は、量子コンピュータの持つ並列性と高速性を活用して、これまでの機械学習技術の限界を超えることが期待されています。本書では、Python という広く使われているプログラミング言語を通じて、量子機械学習を実際にどのように応用できるかを学ぶことができます。
量子回路の設計から代表的な量子アルゴリズムの実装、そしてそれらを使った実際の量子機械学習タスクの解決まで、段階的に理解を深めること ができるでしょう。
ただし、量子機械学習の優位性や古典機械学習技術との厳密な比較はまだ研究・検証され続けている難問です。
それゆえ、本書はそのような論争となりうる内容をあえて回避し、「入門書」 を意識して構成を組み立てています。本書で記述されている量子機械学習の内容は、様々な文献と著者自身の関連研究から、量子コンピューティングと機械学習がどのように融合されるか、融合した場合にどのような結果が得られるかという側面に焦点を当てています。
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そして量子機械学習に関する一般的な知識や情報をある程度身につけることができます。
ゼロからわかる量子コンピュータ
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ポチップ
経済安全保障の最優先課題「量子コンピュータ」についてわかりやすく解説した入門書!
いま世界各国では、既存のスーパーコンピュータを遥かに凌ぐとされる「量子コンピュータ」の大規模な開発プロジェクトが進み始めている。
本書はそれを無条件に肯定したり、あるいは逆に頭ごなしに否定するといった内容ではない。
量子コンピュータの基本的な原理から産業的側面、さらには社会・政治的インパクトに至るまで、多面的な事実を積み上げ考察を加えることにより、その際どい実現可能性を検証していくのが本当の狙いである。
はたして「夢の超高速計算機」は本当に実現するのか――。
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入門講義 量子コンピュータ
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ポチップ
【「量子コンピュータの全貌を俯瞰する類を見ない入門書」――西森秀稔】
どう動くのか? 何の役に立つのか? 基礎原理からよくわかる!
量子力学の原理をもとにしたまったく新しい計算機「量子コンピュータ」。
その不思議な性質と驚きの性能を初歩の物理から解説する。「量子コンピュータはこうして動くのか!」と納得して膝を打つ、またとない入門書。
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注目の新刊）量子コンピュータの本
量子コンピュータがわかる本の注目の新刊を、1冊、紹介します。
入門講義 量子情報科学
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ポチップ
量子力学と情報科学との融合が織りなす新領域、「量子情報科学」。
近年の発展著しいこの分野を、量子コンピュータ・量子暗号・量子通信の3つを軸として、基礎から最前線まで見渡す。
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量子時代を担う若手に必携の一冊!
ロングセラー）量子コンピュータの本
量子コンピュータがわかる本のロングセラーを、10冊、紹介します。
量子コンピュータ 超並列計算のからくり
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ポチップ
「量子ビット」を使うと、なぜ「超並列計算」ができる?
莫大な計算結果の重ね合わせ状態から、答えを1つに確定できるのはなぜ?まったく新しいしくみによって、現在のスーパーコンピュータをはるかに凌ぐ力を発揮する量子コンピュータ。
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研究の最先端にいる著者が、従来のコンピュータのしくみと対比させながらその基礎と、実現にむけた試みを平易に解説。
量子コンピューティング 基本アルゴリズムから量子機械学習まで
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ポチップ
これから必ずくる量子コンピューティングの時代に備えるためのバイブル
本書は、ITのプログラマやエンジニアを主な読者対象として、その方々にとって特に重要な量子コンピューティングの基礎をわかりやすく解説した書籍です。
量子コンピュータについては、多くの人がクラウド越しで実物に触れられるようになった今でも、物理の専門書から学ぶかチュートリアルやハンズオンのウェブ記事を読んで勉強するかしかありません。
これから量子の力をフル活用できる人や、量子情報の考え方を利用してコンピュータサイエンスをよくしていく人材が必要になるというのに、入門書と専門書の間には大きな隔たりがあります。本書はこれから必ずくる量子コンピュータの時代で活躍されるであろうITのプログラマやエンジニアの皆様にとって、特に知っておくべき概念をできる限り網羅しています。
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量子コンピュータの背景、その原理や応用についても高校数学で学んだ内容を起点に数式も示しつつ、しっかりと解説しています。
量子コンピュータの頭の中 計算しながら理解する量子アルゴリズムの世界
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ポチップ
量子コンピュータのしくみを数学で理解しよう！
量子コンピュータの説明では量子力学について言及されることが少なくありません。
そこではしばしば、「量子とは粒でもあり波でもある」「結果は観測するまで確定しない」など、面白くも不可解な説明がなされます。
しかし、量子コンピュータもアルゴリズムにもとづいて処理を行っています。
量子アルゴリズムという「計算ルール」を理解できれば、量子コンピュータの理解にも近づけるのではないでしょうか？
本書では、行列と確率を中心とした数学を用いて、量子アルゴリズムを解説します。
量子コンピュータのハードやビジネス活用に関する話はしていません。
また、量子力学にも触れません。
そのかわり、高校数学の知識さえあれば、その延長で量子アルゴリズムを理解できるよう、たっぷり解説します。解説は本書に出てくる計算のルールからはじめるので、難しそうと感じるかたでも、ぜひ読んでみてください。
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また、Qiskitを用いた量子プログラミングの初歩にも触れます。
量子プログラミングに興味があるプログラマのかたにも役立ちます。
この本を片手に手と頭を動かしながら、量子コンピュータの「頭の中」をのぞいてみましょう。
動かして学ぶ量子コンピュータプログラミング シミュレータとサンプルコードで理解する基本アルゴリズム
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ポチップ
独自のシミュレータQCEngineを使ってJavaScriptで書かれたサンプルプログラムをブラウザ上で動かし、量子コンピュータでのプログラミングに必要な知識やスキルを学ぶことができます。
量子コンピューティングの基礎とその可能性に関する直感的理解が容易になるよう、豊富な例と図を用いて説明します。
前半では、単一キュビットに対する基本的な量子演算、多重キュビット演算、複合演算(量子プリミティブ)、基本的な量子アプリケーション、後半では、探索問題、画像処理、暗号問題、機械学習への応用について解説しており、本書だけで基礎から実践的な応用技術までを一気に習得できます。
これから学習を始める技術者、研究者を中心に、新しい研究分野やビジネスで量子コンピュータを利用したいと考える方がプログラミングの「感覚」を養うのに役立つ、ユニークなガイドブックです。
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量子コンピュータによる機械学習
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ポチップ
量子機械学習は、量子力学に基づく計算手法という新しい概念と、近年隆盛をむかえる機械学習の両者が相まって非常に興奮を覚える新しい分野に感じられる。しかしその基礎を押さえた書籍は意外なことに少ない。研究内容を紹介するような文献はいくつか見られるものの、両者の初学者が手にとり、そしてお互いの分野を知り、橋渡しをするような本当に求められている人材を育成するような教科書になる文献は存在しなかった。
本書は、機械学習の概観を知り、しかし優しい言葉でわかったような気になるのではなく、量子機械学習の枠組みに昇華させるために必要な数学的な要素や用語を押さえて、後で納得感が得られる伏線がしっかりと張られた心地よい構成になっている。量子力学の説明にしても、従来の教科書の記述が冗長であると喝破して、必要最小限の記述で、直接的に量子コンピュータ、量子機械学習へのガイドとなっているところは、急速に進化するこの分野における教科書としての位置付けが明確である証左とも言える。いわゆるゲート式、アニーリング式のどちらに偏ることもなく、これまでの研究で重要な起点,進展の重要なところを取り上げており、読み終わった後に現在の研究の最前線においても陳腐化しない知識を抑えることができる。
本書はそうした量子機械学習の研究を始めるにあたり、それぞれの分野の研究者を始め、企業の開発者、大学院生、学部生が読み進めるのにちょうど良い難易度で、バランスよく両分野を意識した配置で書かれた良書である。
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量子コンピュータまるわかり
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ビジネス活用はここまで進んだ
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経済価値180兆円も！
・巨大な経済価値を生むと期待され、世界中で投資額が急増している量子コンピュータ。 日本政府も科学技術政策の重点分野に量子技術を挙げ、強力に後押ししています。 さまざまな業界で、ビジネスでの活用が進んでいます。
・量子コンピュータで、今、どのようなことが、どこまでできるのか、国内外の注目企業を多数取り上げ、ビジネス現場での最新の取り組みを紹介します。各国の政策や研究開発状況、今後の課題も明らかにし、将来を見通します。
・量子コンピュータはあらゆる業界でイノベーションを起こすチャンスがあります。活用を検討する企業のビジネスパーソンが、丸ごと1冊で全体像を学べる入門書です。
驚異の量子コンピュータ 宇宙最強マシンへの挑戦
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ポチップ
ひと昔前まで実現不可能とされてきた量子コンピュータを取り囲む環境は短期間のうちに激変した。
従来の古典コンピュータを超越しうる不思議なからくりとは何か。
いかなる歴史を経て現在に至り、どんな未来が待ち受けているのか。気鋭の若手研究者として体感している興奮をもって、わかりやすくかつ科学的な正確さを期して解説する。
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量子コンピュータが変える未来
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量子コンピュータで変わる世界はもう目の前に!
最近、ニュースでよく聞くようになった量子コンピュータ。
「人工知能の先は量子コンピュータを使った量子人工知能だ」とGoogleはいいます。
でも、量子コンピュータって何だろう? 世の中で何が起ころうとしているんだろう?本書は文系理系問わず、そんな疑問をお持ちの方に量子コンピュータと社会の接点をお伝えします。
量子コンピュータと聞くと、なんとなく専門的な知識が必要なこと、まだまだ先のことと身構えてしまいます。
ですが、実は現在さまざまな企業が身を乗り出して新しく研究開発を進めています。
皆さんにも馴染み深いところ、意外なところが名乗りを上げ、実業に結びついた新しい試みが始まっています。本書では大学で基礎研究を進める視点と、企業で量子コンピュータを導入・利用することについて考える視点の両者から、量子コンピュータで見ることができる人類共通の夢を語ります。
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量子コンピュータの時代はもう目の前。この本で、今日からあなたの行動が変わるかもしれません!
量子コンピュータと量子通信 I 量子力学とコンピュータ科学
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量子情報理論の世界的な定本の待望の翻訳版!
研究開発が活発な量子コンピュータや量子暗号、量子通信を実現するための量子情報理論についての世界的な定本である"Quantum Computation and Quantum Information"の翻訳版、第1巻目。
量子コンピュータ・暗号・通信を理解するための基礎となる数学、物理学、情報科学がわかりやすく解説されている。
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評判・口コミ
ラズパイ電子工作＆光の実験で理解する量子コンピュータ
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ポチップ
高速ネットワークのインフラが整い、個人が複数のスマホやパソコンを所有する現代、多くの人がテクノロジーの進化を実感していると思います。
そして…10年後のコンピュータやネットワーク、電子機器はどんな風に進化していくのだろうと感じている人も居るでしょう。量子コンピュータは、従来のコンピュータのアーキテクチャとは全く異なる未来のコンピュータです。
完成すると今の通信やセキュリティに用いられている暗号が簡単に破られると聞きます。
巡回セールスマン問題やナップザック問題を解くことが得意とも聞きます。
実体はどんなものなのでしょうか。本書では、ラズベリー・パイとPICマイコンを使って量子演算電卓の製作にチャレンジします。
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また、重ね合わせの原理や干渉といった光の実験を通して、量子コンピュータの挙動を理解します。
難しい数式を使わず、ひとまず動かしたり、実験の様子をみたりすることで、量子コンピュータに慣れてもらうことが目的です。
量子コンピュータによくある質問と回答
量子コンピュータについて、初心者からよくある質問と回答を５つ紹介します。
量子コンピュータとは何ですか？
回答: 量子コンピュータは、従来のコンピュータが使用するビットの代わりに量子ビット（クビット）を使用して情報を処理するコンピュータです。
量子力学の原理を利用しており、複数の状態を同時に表現できるため、特定の種類の計算を非常に高速に行うことができます。
量子コンピュータの主な利点は何ですか？
回答: 量子コンピュータの主な利点は、その計算能力の高さにあります。
量子重ね合わせと量子もつれという現象を利用することで、従来のコンピュータでは解くのに非常に時間がかかる問題も高速に解くことが可能になります。
これにより、医薬品の発見、複雑なシミュレーション、最適化問題、暗号解読など、多岐にわたる分野での応用が期待されています。
量子コンピュータはどのように機能しますか？
回答: 量子コンピュータは量子ビット（クビット）を基本単位として機能します。
クビットは0と1の状態を同時に取ることができる重ね合わせの状態に加え、量子もつれという現象を利用して複数のクビットが互いに影響を及ぼし合います。
これにより、量子コンピュータは膨大な計算可能性を持ち、従来のコンピュータよりも高速に複雑な問題を解くことができます。
量子コンピュータの現在の課題は何ですか？
回答: 量子コンピュータの現在の主な課題には、量子デコヒーレンス（クビットの量子状態が不安定になる現象）、エラー率の高さ、冷却の必要性、物理的な大きさと複雑さ、プログラミングとアルゴリズム開発の困難さなどがあります。
これらの課題により、量子コンピュータの実用化にはまだ多くの技術的障壁が存在します。
量子コンピュータの将来の応用例にはどのようなものがありますか？
回答: 量子コンピュータの将来の応用例には、医薬品開発における新薬の探索、気候変動や天気予報のための複雑なシミュレーション、交通や物流の最適化、人工知能の高度化、高度な暗号化技術の開発などが考えられます。
これらの分野での応用により、量子コンピュータは多大な社会的、経済的影響を及ぼす可能性があります。
量子コンピュータのスキルが活かせる職種とは？
量子コンピュータに関する知識や経験は、この革新的な技術分野がもたらす可能性を探求し、実現するための様々な職種において重要です。
量子コンピュータは、従来のコンピュータでは解くのが難しい問題を解決する能力があり、科学、金融、暗号解読、物質科学など多岐にわたる分野で応用が期待されています。
量子コンピュータに関する知識や経験を活かせる職種には以下のようなものがあります：
- 量子コンピュータ研究員/科学者:
- 大学、研究機関、企業の研究開発部門で、量子コンピュータの基礎研究や応用研究を行います。量子アルゴリズムの開発、量子エラー訂正、量子通信などの分野で活躍します。
- 量子ソフトウェア開発者:
- 量子コンピュータ向けのソフトウェアやアプリケーションの開発に携わります。量子プログラミング言語を使用して、新しいアルゴリズムやシミュレーションツールを開発します。
- 量子アルゴリズムエンジニア:
- 特定の問題を解決するための量子アルゴリズムの設計や最適化に取り組みます。量子コンピュータの計算能力を最大限に活用するための技術を開発します。
- 量子ハードウェアエンジニア:
- 量子ビット（qubit）の設計、量子コンピュータの物理的構築、低温環境での量子デバイスの動作確認など、量子コンピュータのハードウェア開発に携わります。
- セキュリティアナリスト（量子暗号分野）:
- 量子コンピュータによって現在の暗号が脅かされる可能性に対応するため、量子暗号技術の研究や開発に従事します。量子キー配布（QKD）などの安全な通信手段を開発します。
- 技術コンサルタント（量子コンピューティング分野）:
- 企業や政府機関に対して、量子コンピューティング技術の導入や活用に関するアドバイスを提供します。量子技術によるビジネスのイノベーションや競争力向上の支援を行います。
- 教育者/講師:
- 量子コンピューティングの基礎や応用について、学生やプロフェッショナル向けに教育やトレーニングを提供します。オンラインコースやワークショップ、セミナーを通じて知識の普及に努めます。
量子コンピュータに関する知識や経験を持つ専門家は、この先進的な技術分野の発展と応用において重要な役割を果たします。
現在はまだ黎明期にあるこの技術が、将来社会や産業に与える影響は計り知れず、関連する職種の需要は今後さらに高まることが予想されます。
まとめ
量子コンピュータについて知りたい人のために、おすすめの本を紹介しました。
まずはじめに、量子コンピュータがわかる本のおすすめ5選を紹介しました。
もっと探したい人のために、注目の新刊、ロングセラー本など（目次を参照）を紹介しました。
あなたの興味関心にあった本をみつけて、ぜひ読んでみてください！
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