クアンタムでグリーン化

量子コンピューティングは、物流、製薬、金融サービス、自動車など、さまざまな業界に劇的な影響を与えると予想されている。ボストン・コンサルティング・グループ（BCG）は最近、「量子コンピューティングは今後15～30年間に4500億～8500億ドルの価値を生み出す可能性がある」と試算し、早ければ今後3～5年で50億～100億ドルがユーザーとプロバイダーにもたらされる可能性があるとしている。

量子コンピューティングは地球環境に良い影響を与えるのだろうか？

答えは「YES」だ：YES」である。このビジョンがグリーンな現実になる可能性を、いくつか検証してみよう：

新しい化学触媒の開発。 触媒は化学反応の速度を高める。触媒は多くの化学プロセスで使用されているが、影響が大きいプロセスのひとつに、アンモニアを製造するためのハーバー・ボッシュ・プロセスがある。アンモニアは農業肥料の主要成分である。ハーバー・ボッシュとして知られる化学プロセスによるアンモニアの生産には、世界のエネルギー消費の3％近くが使われていると推定されている。なぜこれが量子コンピューターと関係があるのか？原子が量子力学の法則に従って相互作用するため、量子コンピューターは化学反応のシミュレーションに優れているからだ。古典的なコンピューターとは異なり、量子コンピューターは50個以上の原子を含む分子をシミュレートすることができる。量子コンピューターは、アンモニアの生産や他のエネルギーが豊富なプロセスにおいて、環境に大きな影響を与える新しい触媒の開発に役立つと期待している。 

さらなる化学的応用。量子コンピュータを利用した新材料や新プロセスの発見は、化学触媒以外の環境貢献にもつながる。例えば、より効率的なソーラーパネルや炭素捕獲装置の開発などである。バッテリー開発もその一例で、BCGは、200億ドルから400億ドルの価値を引き出すと見積もっている。より優れたバッテリーは、電気自動車の魅力を高め、温室効果ガスの排出を削減するだろう。

ルートの最適化。 一度に1つの計算しか実行できない古典的なコンピューターとは対照的に、量子コンピューターは同時に多数の計算を実行することに特に長けている。この能力は、多くの選択肢から最良のものを選ぶという最適化に特に適している。このような最適化問題の例は、しばしば「巡回セールスマン問題」と呼ばれるもので、複数ルートの旅で最適な停車駅の順序を見つけることを扱っている。最適なルートとは、例えばカーボンフットプリントを最小化するルートである。責任ある運送会社や航空会社は、このような最適化を利用して、フットプリント削減にまたひとつ貢献できるだろう。

これらは、量子コンピューターが地球の幸福に大きく貢献できるほんの一例にすぎない。