量子センサーは医療技術やナビゲーションシステムなどに有用だが、高価すぎてほとんどの人は手が出せない。そこへ一石を投じたオープンソースプロジェクト「Uncut Gem」とは？
量子コンピューティングが「遠い夢」なのか「差し迫った現実」なのかは、人によって意見が分かれるところだ。ラスベガスで毎年開催されるセキュリティ国際会議「Defcon」において、量子技術に特化したセクション「Quantum Village」では、2025年の主要なテーマとして新たな研究や脅威分析が取り上げられている。 その一方で、Quantum Villageを共同で立ち上げたビクトリア・クマランとマーク・カーニーは、現在利用可能な量子技術をハッカーをはじめとする誰もが利用しやすいものにするための取り組みも行っている。 8月9日（現地時間）のDefconのメインステージでの講演で、ふたりは医療技術からGPSの代替まで、さまざまな用途に活用できるオープンソースで手頃な価格の量子センサーを発表した。 この量子センサーの核となるのは、特殊な原子の性質をもちながら、手頃な価格で入手できる特別なダイヤモンドだ。 第一世代のデザインは、サプライヤーや配送時間にもよるが、約120ドル（18,000円）から160ドル（24,000円）で組み立てることができた。クマランとカーニーが発表した第二世代はさらに低コストで構築可能だ。そして、コミュニティのテストと意見に基づいて、25年秋には第三世代をリリースする予定で、ふたりによると、最終的には50ドル（約7,400円）ほどの費用で組み立てられるようにしたいという。 量子センサーは、磁場や電場の極めてわずかな変化を検知することで、超高精度の測定を可能にする。例えば、ほぼ完璧な時間を刻む原子時計は、何十年も前から使われている量子センサーである。 だが、量子センシングに関心をもつ研究者や愛好家にとって、この分野に足を踏み入れるハードルは非常に高かった。そこで、Quantum Villageは比較的手頃な価格でオープンソースの「Uncut Gem」プロジェクトを立ち上げ、より多くの人々が独自の量子センサーを構築し、この技術を探求する真の機会を生み出している。 「量子センサーを使って、あらゆる国で使用できるポータブルなMRI（磁気共鳴画像）装置の開発を始めるなど、これまでは不可能だったことが可能になります」と、クマランはプレゼンテーションに先立ち『WIRED』に語った。「これらは欠陥のある、最も安価な合成ダイヤモンドの端材です。合成ダイヤモンドにこのような有用性があるということには、詩的な印象さえ覚えます」 量子センサーに必要な部品のほとんどは、市販のシンプルなコンピューター部品だが、ダイヤモンドは「窒素-空孔（NV）ダイヤモンド」と呼ばれるものでなければならない。その特殊な分子特性は、ダイヤモンドの原子構造にある一部の炭素原子が窒素原子に置換されることで生じる。 量子センサーは、医療用途の可能性に加えて、電磁波干渉を追跡する代替ナビゲーション技術にも活用できる。このようなツールは、地球規模のシステム障害や標的型妨害（ジャミング）が発生してGPSシステムが使えなくなった場合でも、その地域だけで機能する代替手段として活用できる可能性がある。 米宇宙軍は現在、「宇宙で試験されたなかで最も高性能な量子慣性センサー」と称されるセンサーの試験を実施中だ。 しかし、世界最高性能の量子センサーを利用できない大多数の人々にとっては、Uncut Gemプロジェクトは量子センシング技術を使えるようになり、その可能性を拡げる機会となる。Uncut Gemプロジェクトは、低コストで入手しやすいデザインや部品の開発を目指す、さまざまなハッキング分野のほかのプロジェクトと方向性を同じくするものだ。 独立系研究者のダヴィデ・ゲッサは、Uncut Gemの回路図とコードをテストしている。 「ダイヤモンドを電子回路に組み込む最終段階に入っています。あと2週間ほどでデバイスを完成させたいと思っています」とゲッサは『WIRED』に語った。「公式プロジェクトの指示に従っていますが、いくつかカスタマイズも加えました。このデバイスを使って量子コンピューティングの実験を行なったり、乱数生成に使ったりしたいと考えています。わたしの編集内容はすべてオープンソース化するつもりなので、誰でもコピーして改良することができます」 Uncut Gemのプロトタイプセンサーはすでに、騒々しい会議ホールでの磁気波の変動や、被験者から数フィート離れた場所からの心拍音の検知に成功している。量子センシングにおいて、ソフトウェアは不可欠だ。なぜなら、最も洗練された高品質のハードウェアでさえ、環境中のノイズを拾ってしまうため、センサーが狙った対象を正確に測定するためには、ノイズを調整・フィルタリングする必要があるからだ。 「わたしたちがこれを最初の完全なオープンソースと呼んでいる理由は、わたしが見つけた限りでは、ほかの論文はいくつかの回路図を提供していますが（わたしたちはそれらを参照しています）、PCB（プリント基板）、ダイヤモンドの供給源、デザイン、回路図、ファームウェア、そして仕組みに関する知識のレポジトリまですべて揃っていて、すぐに取り掛かれるような場所はほかにはないからです」と、Quantum Villageのカーニーは『WIRED』に語った。 量子センサー、そしてもちろんUncut Gemセンサーが、『スタートレック』シリーズに登場する多目的の携帯分析装置「トライコーダー」のような精度と使いやすさを実現できるようになるのは、まだまだ先のことである。 だが、カーニーとクマランは、Uncut Gemプロジェクトの目的は、実際の量子技術をできるだけ早く世に出すことにあると強調している。 「これをオープンソース化することは、わたしたちにとって本当に重要です」とカーニーは語る。「優れたセンサーかって？ とんでもない。もっといいセンサーはたくさんあります。もっと優れたセンサーになりうるかって？ 間違いありません。オープンソースに多くの人々が参加して、改良を重ねてくれれば、きっと実現できるでしょう」 （Originally published on wired.
com, edited by Nobuko Igari) ※『WIRED』によるハッキングの関連記事はこちら。 光量子回路を指先サイズで極薄の“板”に集約、量子コンピューターの実用化に追い風なるか 「第三の粒子」の理論的発見は、若き物理学者の暇つぶしから生まれた ChatGPTの「Connectors」、たったひとつの“毒入り”文書でデータ流出も：調査結果 選挙の“スマホ投票”ソフトウェア、鍵を握るのは「オープンソース」 量子コンピューターによる終末「Qデイ」の到来に備えよ 従来の古典コンピューターが、「人間が設計した論理と回路」によって【計算を定義する】ものだとすれば、量子コンピューターは、「自然そのものがもつ情報処理のリズム」──複数の可能性がゆらぐように共存し、それらが干渉し、もつれ合いながら、最適な解へと収束していく流れ──に乗ることで、【計算を引き出す】アプローチと捉えることができる。言い換えるなら、自然の深層に刻まれた無数の可能態と、われら人類との“結び目”になりうる存在。それが、量子コンピューターだ。そんな量子コンピューターは、これからの社会に、文化に、産業に、いかなる変革をもたらすのだろうか？ 来たるべき「2030年代（クオンタム・エイジ）」に向けた必読の「量子技術百科（クオンタムペディア）」！詳細はこちら。
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