量子コンピューティングは背景雑音から脱却:2025年の技術トレンドとビットコインへの影響

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出典:CryptoNewsNet オリジナルタイトル:Emergeの2025年のテックトレンド:量子コンピューティングは背景ノイズではなくなった オリジナルリンク: 9月にカリフォルニア工科大学の科学者たちが新しい中性原子量子アレイを起動した際、量子マシンは多くの科学者が数年先と考えていた閾値を突破しました。研究者たちは初めて、単一システム内に6,100個の原子量子ビットを成功裏に閉じ込め、一貫性を維持することで、量子ハードウェアを「おもちゃのデモ」段階から押し上げることに成功しました。

その実験室で起きたことは、大規模で誤り訂正された量子ハードウェアがもはや遠い夢ではなく、信頼できる可能性であることを意味します。そして、何十年も安全とされてきた暗号技術に依存するビットコインのようなデジタル通貨にとっては、静かに加速する量子コンピュータの脅威が今や視界に入ってきていることを示しています。

この脅威は差し迫っているわけではありませんが、適応のための時間は有限です。だからこそ、Emergeでは、量子コンピューティングの進展と暗号の準備不足を、私たちの2025年のテックトレンドと位置付けています。

「今や、大規模な誤り訂正量子コンピュータへの道筋が見えてきました。構成要素は整っています」と、主任研究者のManuel Endresは声明で述べました。

長年、暗号学者の間で一般的だったのは、量子コンピュータはノイズが多すぎて、脆弱すぎて、未熟すぎて暗号に関係ないという見解でした。しかし2025年、その立場は弱まりました。ロードマップは厳格になり、誤り訂正は改善され、いくつかの研究所は、フォールトトレラントマシンがいつかではなく、いつ実現するかの問題に感じさせる結果を出しました。

研究所で何が変わったのか

いわゆる「中性原子システム」は、電気的に中性の原子を量子ビットとして使用し、レーザーで単一原子を固定位置に閉じ込め、それぞれが量子情報を保存・操作できるようにします。「コヒーレンス」は、ノイズによって破壊される前に、その量子ビットがどれだけ長く使える量子状態を保つことができるかを測る指標です。2025年には、実験室のデモからスケールアップを目的としたアーキテクチャへと分野が移行する中で、両者が重要な役割を果たしました。

2025年の進展を理解するには、量子システムを遅らせてきた要因を理解する必要があります。量子ビット((qubits))は、量子状態を容易に失い、スケールアップするとその不安定さが増幅される傾向があります。今年、いくつかのシステムは異なる振る舞いを示しました。

Google、IBM、カリフォルニア工科大学はそれぞれ、2025年にフォールトトレラント量子マシンのタイムラインを短縮する進展を報告しました。Googleの105量子ビットウィロー・プロセッサは、スケールアップに伴いエラー率が大幅に低減し、10月には同社のQuantum Echoesベンチマークが主要スーパーコンピュータの約13,000倍の速度で動作したと発表しました。これらの結果は、安定した論理量子ビットが、長らく想定されていた1000対1の比率よりもはるかに少ない物理量子ビット数で実現可能であることを示唆しています。

IBMは別の角度から状況を進展させました。同社の「Cat」ファミリーのプロセッサは120量子ビットのエンタングルメントとコヒーレンスの延長を示し、6月に公開されたStarlingロードマップでは、2029年までに200の誤り訂正済み量子ビットと1億の量子ゲートのサポートを目標としています。AMDとの別の取り組みでは、標準的なFPGAハードウェアが必要とされるよりも10倍高速な誤り訂正ロジックを実行できることが示され、リアルタイムの修正を実用化に近づけました。

カリフォルニア工科大学は9月に、世界最大の中性原子システムとされる実験を追加し、6,100個のセシウム原子を量子ビットとして閉じ込め、13秒間のコヒーレンスと99.98%の動作精度を実証しました。これらの結果は、量子ビットの質、制御、スケーリング効率が同時に向上し、実用的な論理量子ビットの到達時期と、それに伴うビットコインの署名スキームに対する信頼性の脅威の到来をより厳しく見積もる動きの一端を示しています。

Classiqの量子エンタープライズ開発ディレクター、Erik Garcellは、より重要な変化は物理量子ビットと論理量子ビットの比率の変化だと述べました。「数百対1に向かっている」と彼は言い、これは以前の何千対1という見積もりから大きく改善したものです。「2025年の業界の注目は誤り訂正に大きく向かいました。」

量子ビットは環境干渉により崩壊しやすく、コヒーレンスを保つ時間が制限されます。そこで誤り訂正が役立ちます。誤り訂正は、量子ビットの状態を多くの物理量子ビットに複製し、ノイズによる逸脱を検知して自動的に修正する仕組みです。これがなければ、量子ビットはあまりにも早く崩壊し、意味のある計算ができません。

分野全体で、研究者たちは同じことを言っています:マシンは単に成長しているだけでなく、実際に動作しているのです。

ビットコインは状況を読む

現時点では、ビットコインは既存のマシンによる脅威にさらされていませんが、2025年に変わったのは、未来についての議論のトーンです。

2018年にCasaを共同設立し、自分のビットコインを保存・保護できるツールを提供しているJameson Loppは、リスクはまだ遠いと述べました。

「ネットワークが準備できるかどうかは、最終的には量子コンピュータの進展の速さ次第です」とLoppは言います。「暗号学的に重要な量子コンピュータを持つには、いくつもの大きなブレークスルーが必要です。本当にビットコインにとって脅威となるには、まだ何年もかかるでしょう。」

それでも、ビットコインは他のブロックチェーン(例:EthereumやZcash)が持たない制約に直面しています。それは調整です。量子安全な署名スキームに移行するには、マイナー、ウォレット開発者、取引所、そして何百万ものユーザーが同時に動く必要があります。

「その全プロセスが5年未満で起こるとは思えません」とLoppは言います。「何百万もの個々のアクターに調整を求めるのは、実質的に不可能になるからです。」

専門家の次の予測

量子リスクは、突然マシンが危険になる瞬間として想像されがちですが、研究者たちはより徐々に進行すると言います。

MITのデジタル通貨イニシアチブの研究フェローであり、ビットコインのBIP-360ポスト量子提案の共著者であるEthan Heilmanは、「強くなるにつれてグラデーションが見えるだろう」と述べました。

彼は長期的な視点から見ています。ビットコインはすでに多くのユーザーによって、多世代資産として扱われています。「もし人々がビットコインを貯蓄口座のように扱い、百年にわたってロックし、子供たちが回収できると期待するなら、そのプロトコルはそのタイムラインに耐えられるように作られるべきです」と彼は言います。

Heilmanはビットコインが適応すると予測しています。ただし、市場はリスクよりも停滞に早く反応することに注意しています。「ビットコインがその脅威に対処しない程度は、価格に下押し圧力をかける可能性があります」と述べました。

彼は、分野は進展の方向性に関心があり、日付よりも重要だと述べました。

「ゆっくりとした進歩は見られるでしょうが、石炭動力の列車からコンコルドに一年で変わるのは非常に考えにくい」と彼は言います。「それは起こると思いますが、段階的に進むと考えています。」

量子コンピュータがそこに到達する速度

Q-CTRLのプロダクト責任者、Alex Shihは、量子リスクは、大規模な誤り訂正アルゴリズムを実行できるマシンが登場して初めて意味を持つと述べました。

「十分な量子コンピュータリソースがあれば、理論的には今日のRSA暗号を破ることも可能です」と彼は言います。「しかし、その段階に到達するにはまだ数年かかります。楽観的には、2030年代半ばくらいでしょう。」

初期のフォールトトレラントマシンは、すぐに既存の暗号を危険にさらすわけではありません。信頼性が向上するにつれて、量子コンピュータが現実的に試みられるアルゴリズムの種類も広がります。

Shihは、分散化がこの分野の遅れの一因だと指摘します。「相互運用性は依然として大きな摩擦点です」と彼は言います。「各ベンダーが異なる仕様やフレームワークをリリースしており、最終的にはエンドユーザーがすべてを連携させる必要があります。」

これらのハードルにもかかわらず、2025年は勢いを明確にしました。IBMはロードマイルストーンを達成し、Googleのスケーリング挙動は期待通りで、カリフォルニア工科大学はこれまでの規模を超える安定性を実現しました。

これらの結果は、今後10年の展望をより明確に示しています。

2025年の教訓と今後の展望

量子コンピューティングは今年、ビットコインに脅威をもたらしませんでしたが、不確実性を取り除きました。

研究者たちはタイムラインについてより自信を持って語るようになり、他の産業の開発者も長期計画を調整し始めました。ビットコインのエコシステムは、外部の圧力なしに暗号基盤を見直すことは稀ですが、2025年には新たな真剣さをもって議論に臨みました。

年末までに、その議論は「量子がいつ重要になるか」ではなく、「いつその影響が避けられなくなるか」へと変わってきています。

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