ゲームをしてみましょう Let's play/ a game.//
想像してください あなたはラスベガスにいて カジノにあるコンピュータの１台で ゲームをすることにします ソリティアやチェスをするみたいに Imagine/ that you are in Las Vegas,/ in a casino,/ and you decide to play/ a game/ on one of the casino's computers,/ just/ like you might play solitaire or chess.//
コンピュータは人間と同じように 手を進めることができます The computer can make moves/ in the game,/ just like a human player.//
これはコインゲームです This is a coin game.//
まずコインを表にして始めます 先手はコンピュータです It starts with a coin/ showing heads,/ and the computer will play first.//
コンピュータは コインの表裏を 反転させるかどうかを決めますが あなたに結果は知らされません It can choose to flip/ the coin or not,/ but you don't get to see/ the outcome.//
次はあなたの番です Next,/ it's your turn.//
同じようにコインを 反転させるかどうかを選択しますが 相手であるコンピュータには その結果は知らされません You can also choose to flip/ the coin or not,/ and your move will not be revealed to your opponent,/ the computer.//
最後に再びコンピュータが コインを反転させるかを選びます この３回のプレイの後 コインの表裏が明かされます 表が出たらコンピュータの勝ちで 裏ならあなたの勝ちです Finally,/ the computer plays again,/ and can flip the coin or not,/ and after these three rounds,/ the coin is revealed,/ and/ if it is heads,/ the computer wins,/ if it's tails,/ you win.//
とても単純なゲームですが 皆さんが正直にゲームして コインが公正なものなら このゲームに50%の確率で 勝てるはずです So it's a pretty simple game,/ and/ if everybody plays honestly,/ and the coin is fair,/ then/ you have a 50 percent chance of winning this game.//
その確認のために コンピュータを相手に このゲームをするように学生に指示し 多くの試行を繰り返したところ 勝率は50%か 50%に近い値となり 予想通りの結果になりました And to confirm/ that,/ I asked my students/ to play this game/ on our computers, and/ after many, many tries,/ their winning rate ended up/ being 50 percent,/ or close to 50 percent,/ as expected.//
何だか退屈なゲームですよね？ Sounds/ like a boring game,/ right?//
でも量子コンピュータで このゲームをしたらどうなるでしょう？ But what if you could play this game/ on a quantum computer?//
ラスベガスのカジノには 私の知る限り 量子コンピュータはありませんが IBMは動作する量子コンピュータを 製作しました Now,/ Las Vegas casinos do not have quantum computers,/ as far/ as I know,/ but IBM has built a working quantum computer.//
これがその写真です Here/ it is.//
量子コンピュータとは何でしょうか But what is a quantum computer?//
量子物理学は 原子や 電子や光子といった素粒子の 振る舞いを説明します Well,/ quantum physics describes the behavior of atoms and fundamental particles,/ like electrons and photons.//
量子コンピュータは このような素粒子の動きを 制御することで動作するので 従来型のコンピュータとは 全く異なります So a quantum computer operates by controlling the behavior of these particles,/ but in a way/ that is completely different/ from our regular computers.//
量子コンピュータは 従来型のコンピュータを 単に強化したものではありません 電球がろうそくを強化したものでは ないのと同じです So a quantum computer is not just a more powerful version of our current computers,/ just like a light bulb is not a more powerful candle.//
どんなにろうそくを改良しても 電球は作れません You can not build a light bulb/ by building better and better candles.//
電球はまったく異なる技術であり より高度な科学的理解に基づいています A light bulb is a different technology,/ based/ on deeper scientific understanding.//
同様に量子コンピュータは 新しいタイプの機器であって 量子物理学に基づいており 電球が社会を変革させたように 量子コンピュータは 私たちの生活の多くの面で 影響を与える可能性を秘めています 安全に関するニーズや 医療、インターネットにまで及びます Similarly,/ a quantum computer is a new kind of device,/ based/ on the science of quantum physics,/ and just/ like a light bulb transformed society,/ quantum computers have the potential/ to impact so many aspects of our lives,/ including/ our security needs,/ our health care and even the internet.//
そのような機器を作ろうと 世界中の企業が取り組んでいます その素晴らしさを知るために 先ほどのゲームを 量子コンピュータで プレイしてみましょう So companies all/ around the world are working to build/ these devices,/ and to see/ what the excitement is all about,/ let's play/ our game/ on a quantum computer.//
IBMの量子コンピュータに ここからログインできます つまり遠隔操作でゲームが できるのです 皆さんだってできます So I can log into IBM's quantum computer/ from right here,/ which means/ I can play the game remotely,/ and so can you.//
プレイの前に確認です 事前にTEDから 電子メールが送られてきましたね 皆さんがゲームをプレイするとしたら コインを反転させるかどうか 決めて欲しいというお願いでした To make this happen,/ you may remember getting/ an email ahead of time,/ from TED,/ asking you/ whether you would choose to flip/ the coin or not,/ if you played the game.//
実際の質問は 円と正方形の どちらかを選択するというものでした Well,/ actually,/ we asked you/ to choose between a circle or a square.//
実は 円は「コインを反転させる」 正方形は「反転させない」という 意味だったのです You didn't know it,/ but your choice of circle meant "flip the coin,/"/ and your choice of square was "don't flip."//
372通の回答を頂きました We received 372 responses.//
これで量子コンピュータを相手に 皆さんの選択を利用して 372回ゲームができます That means/ we can play 372 games/ against the quantum computer/ using your choices.//
すぐに決着がつくゲームなので 今ここで結果をお見せできます And it's a pretty fast game/ to play,/ so I can show you/ the results right here.//
残念ですが 皆さんの勝率は 芳しくありません Unfortunately,/ you didn't do very well.//
量子コンピュータがほとんどの回で 勝利を収めています The quantum computer won almost every game.//
数回負けたのはコンピュータ内部の エラーによるものでした It lost a few only/ because of operational errors/ in the computer.//
ではどのようにして 見事に連勝したのでしょうか？ So/ how did it achieve this amazing winning streak?//
マジックか いかさまのようにも 思われますが 実際には量子物理学が 作用しているだけです It seems like magic or cheating,/ but actually,/ it's just quantum physics/ in action.//
その仕組みを説明しましょう Here's/ how it works.//
通常のコンピュータはコインの表裏を ビットでシミュレートします つまり０か１ あるいは コンピュータチップ内の 反転させる させないで表すのです A regular computer simulates heads or tails of a coin/ as a bit,/ a zero or a one,/ or a current flipping/ on and off/ inside your computer chip.//
量子コンピュータは全く異なります A quantum computer is completely different.//
量子ビットは より流動的で ２値的なものではありません A quantum bit has a more fluid, nonbinary identity.//
０である可能性と １である可能性の 重ね合わせ つまり ０と１の組み合わせとして 存在することが出来ます It can exist in a superposition,/ or a combination of zero and one,/ with some probability of being zero/ and some probability of being one.//
言い換えると その実体は 連続的な存在なのです In other words,/ its identity is on a spectrum.//
それは例えば ０である確率が70％で １である確率が30％だったり それぞれの確率が80%と20%や 60%と40％だったりするのです For example,/ it could have a 70 percent chance of being zero/ and a 30 percent chance of being one or 80-20 or 60-40.//
無限の組み合わせがあり得ます The possibilities are endless.//
カギとなる考え方は ０か１のどちらかだけであるといった 考えを捨て 不確定性を認めることです The key idea here is/ that we have to give up/ on precise values of zero and one/ and allow for some uncertainty.//
このゲームにおいては 量子コンピュータは 表と裏 つまり０と１の 混合状態を作り出して プレイヤーの選択肢 つまり 反転させるかどうかに関わらず 重ね合わせ状態が 変化しないようにできます So/ during the game,/ the quantum computer creates this fluid combination of heads and tails,/zero and one,/ so that no matter/ what the player does,/ flip or no flip,/ the superposition remains intact.//
それは２種類の液体の混合液を 攪拌するようなものです It's kind of like stirring a mixture of two fluids.//
攪拌するしないに関わらず 液体は混合液のままであるのと同じです しかし 最後の手番で 量子コンピュータは０と１を分離し 必ず表を出し 皆さんは毎回負けることになります Whether or not you stir,/ the fluids remain in a mixture,/ but in its final move,/ the quantum computer can unmix the zero and one,/ perfectly/ recovering heads/ so that you lose every time.//
ちょっと不思議だと 思っても当然のことです If you think/ this is all a bit weird,/ you are absolutely right.//
表と裏の混在なんて ふつうのコインにはありえません Regular coins do not exist in combinations of heads and tails.//
日常生活の中では この流動的な量子論的リアリティを 経験することはありません We do not experience this fluid quantum reality/ in our everyday lives.//
もし量子によって混乱しているなら 気にしないで すぐ理解できます So/ if you are confused by quantum,/ don't worry,/ you're getting/ it.//
量子の奇妙なふるまいを 経験しないにしても その効果を実際に 見ることができます But/ even though we don't experience quantum strangeness,/ we can see its very real effects/ in action.//
皆さんは 自分でデータを ご覧になりました You've seen the data/ for yourself.//
量子コンピュータが勝利したのは 重ね合わせと不確定性を 利用したからです そして このような量子の性質は コインを使ったゲームで 勝利するに留まらず 未来の量子技術を 築くほどまでに強力なのです The quantum computer won/ because it harnessed superposition and uncertainty,/ and these quantum properties are powerful,/ not just to win coin games,/ but also to build future quantum technologies.//
ここで私たちの生活を変える 可能性のある応用例を ３つ示します So let me/ give you/ three examples of potential applications/ that could change our lives.//
まず第１に 量子の不確定性は 秘密鍵の生成に利用できるかもしれません ある所から別の場所に メッセージを暗号化して送る際に 盗聴者が秘密裏に鍵を 完璧にコピーすることを防止できる 量子の不確定性を利用した暗号鍵です First of all,/ quantum uncertainty could be used to create private keys/ for encrypting messages sent from one location/ to another/ so that hackers could not secretly copy the key perfectly,/ because of quantum uncertainty.//
暗号鍵を盗聴するには 量子物理学の法則を 破らなければなりません They would have to break/ the laws of quantum physics/ to hack the key.//
この様な解読不可能な暗号化は 世界中の銀行やその他の機関によって すでに試験が行われています So this kind of unbreakable encryption is already being tested by banks/ and other institutions worldwide.//
現在 全世界で170億台もの機器が ネットに接続されています Today,/ we use/ more than 17 billion connected devices globally.//
量子暗号が将来に与える影響を 想像してみてください Just imagine the impact quantum encryption could have in the future.//
２つ目に 量子技術は医療や医薬品も 変革させるかもしれません Secondly,/ quantum technologies could also transform health care and medicine.//
例えば医薬品開発での 分子設計と分析が 現時点の難題です 分子内のすべての原子 そしてその原子の量子特性を 正確に記述し 計算することは スーパーコンピュータの計算能力さえも 超えた困難な作業だからです For example,/ the design and analysis of molecules/ for drug development is a challenging problem/ today,/ and that's/ because exactly/ describing and calculating/ all of the quantum properties of all the atoms/ in the molecule is a computationally difficult task,/ even/ for our supercomputers.//
しかし量子コンピュータなら 上手くいくかもしれません シミュレートしようとしている分子と 同じ量子特性を利用して 動作しているのですから But a quantum computer could do better,/ because it operates using/ the same quantum properties/ as the molecule/ it's trying to simulate.//
未来の医薬品開発における 大規模な量子シミュレーションは 多くの人命にかかわる アルツハイマー疾患などの治療を 可能にするかもしれません So future large-scale quantum simulations/ for drug development could perhaps lead to treatments/ for diseases/ like Alzheimer's,/ which affects thousands of lives.//
そして３つ目は わたしのお気に入りの応用例で ある場所から他の場所への 情報のテレポーテーションです 情報を物理的に 送信する訳ではありません And thirdly,/ my favorite quantum application is teleportation of information/ from one location/ to another/ without physically transmitting/ the information.//
SFのように聞こえますが可能なのです それは量子的な粒子の持つ 流動的な性質が 時空を超えて 「量子もつれ」を生じさせます これは 一方の粒子を変化させたとき 他方の粒子に影響が及ぶことで テレポーテーションの 伝送路を創り出せるのです Sounds/ like sci-fi,/ but it is possible,/ because these fluid identities of the quantum particles can get entangled across space and time/ in such a way that/ when you change something/ about one particle,/ it can impact the other,/ and that creates a channel/ for teleportation.//
すでに研究所で実証されていて 将来の量子インターネットの 構成要素になるかもしれません It's already been demonstrated in research labs/ and could be part of a future quantum internet.//
そのようなネットワークは まだありませんが 私たちのチームは 量子コンピュータ上で 量子ネットワークのシミュレーションを行い その可能性に取り組んでいます We don't have such a network as yet,/ but my team is working on these possibilities,/ by simulating a quantum network/ on a quantum computer.//
私たちは興味深いプロトコル（通信規約）を 設計し実装しました ネットワーク上の異なるユーザー間の テレポーテーションや 効率的なデータ送信や 安全な投票プロトコルさえあります So we have designed and implemented some interesting new protocols/ such as teleportation/ among different users/ in the network and efficient data transmission and even secure voting.//
量子物理学者である私にとって 多くの楽しみがあります So it's a lot of fun/ for me,/ being a quantum physicist.//
皆さんにもお勧めしますよ I highly recommend it.//
私たちは 量子の不思議の国の 探検家になるのです We get to be explorers/ in a quantum wonderland.//
次にどんな応用が見つかるか 誰にも分かりません Who knows/ what applications/ we will discover next.//
量子の未来を築く時には 慎重かつ責任を持って 歩みを進めなければなりません We must tread carefully and responsibly/ as we build our quantum future.//
そして私自身は 量子物理学を 量子コンピュータを作るためだけの 道具とは考えていません And/ for me,/ personally,/ I don't see quantum physics/ as a tool just/ to build quantum computers.//
自然の神秘を探り 私たちの経験を超えた 世界のベールをはがす一つの手段として 量子コンピュータを 見ているのです I see quantum computers/ as a way/ for us/ to probe the mysteries of nature/ and reveal more/ about this hidden world/ outside of our experiences.//
私たち人類の素晴らしさは 宇宙へのアクセスが 比較的限られているのにも関わらず 想像力と独創性を活用することで その先の世界も 見通せることにあります How amazing/ that we humans,/ with our relatively limited access/ to the universe,/ can still see far/ beyond our horizons just using/ our imagination and our ingenuity.//
宇宙は それに応えるように 宇宙が どれほど興味深く 驚異的であるかを見せてくれます And the universe rewards us/ by showing us how incredibly interesting and surprising/ it is.//
未来は基本的に不確定であることが 私をとてもワクワクさせるのです The future is fundamentally uncertain,/ and/ to me,/ that is certainly exciting.//