【キャッシュレス】量子マネーはダイヤモンドと量子コンピュータで世界でもっとも高価なお金を作る。


はじめに

ブロックチェーンや仮想通貨が大きく社会に影響を与えました。自動車自動運転やドローンのような新しくて応用範囲の大きい技術、VRやARのように視覚やインターフェイスを変える技術、火星や月に行くような宇宙事業がとても進んでいます。量子コンピュータはその中で計算原理の改革の一角をになっています。そんな量子コンピュータは新しい原理で全てを変えようとしています。

現在量子コンピュータと同じように量子の性質を使った通信と同様、偽造が許されないお金に関しても量子コンピュータを利用する可能性がありますので、それを紹介します。

量子マネーはWeisnerさんによって提唱されています。下記参照です。

https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_money

今回はそこに最新技術情報を加えて大幅に量子マネーの活用方法を拡張します。

もしかしたら将来的には月や火星への大量の開発予算を量子マネーで送金できるかもしれません。


未来のお金

量子マネーは未来のお金です。量子マネーはこれまでの銀行の常識を破る新しいマネーの形です。では、早速量子コンピュータを使って量子マネーが実現できるとどのようなことができるのか、みてみましょう。

まず、量子コンピュータにはNo Cloning Theorumという量子状態は複製が不可能という定理がある。この定理を利用することにより、原理的に複製が不可能なお金を作ることができる。

そして、その量子マネーは量子テレポーテーションなどの量子技術を利用して転送ができる。かつその転送自体も盗聴が不可なので量子マネー&量子テレポーテーションを活用することで、偽造不可かつ盗難不可の画期的なお金が出来上がる。

近い将来会社の給料が量子テレポーテーションで振込みされる可能性もあるとても夢のある時代になってきた。もしかしたらブロックチェーンと親和性もあるのかもしれないです。


実現方法

量子マネーを実現するには、n桁のシリアル番号とそれを量子状態に変換するオラクル(これは銀行が保存する)を用意します。利用者はn桁のシリアル番号を量子回路で変換した量子状態を量子マネーとして持ちます、銀行側はZ基底かX基底でそれぞれの変換後の量子ビットを測定します。測定する基底が間違っていると結果が正しく出ません。そうやって銀行側は量子マネーを把握します。


何ができるのか?

まずお金を量子状態で保持することで複製ができません。そのため偽造が不可です。また、真偽は銀行側が行い、その答えは銀行しか知りません。銀行はちょっと大変かもしれません。

また、量子状態は量子テレポーテーションを通じて遠方に転送ができますので、

q0 -?-----*-H-----*-------

q1 ---H-*-X---*---|-------
q2 -----X-----X-H-X-H-----

上記のようにq0のお金を例えば日本橋の銀行からq2の福岡の銀行に量子テレポーテーションで通信をして転送ができます。量子テレポート自体には光ファイバーなどが必要です。

q0に保存された量子状態を乗せて、量子もつれとベル測定を活用し、測定を通じて古典情報をq2を管理する銀行に渡すことで量子状態を転送できます。

量子テレポーテーションに関する記事

http://www.jst.go.jp/kisoken/seika/zensen/09furusawa/

全体概要としては、、、

・まず量子ウォレットを準備

・シリアル番号と量子状態を量子マネーとして生成

・量子マネーは量子テレポーテーションで遠方転送可能

・量子テレポーテーションは量子マネーをCVマシンなどに接続し、量子もつれとベル測定によって古典情報を転送先に適用。

・量子マネー転送元の量子状態は壊れるのでマネーがなくなる。

・量子マネー転送先に量子状態が転送され、ZもしくはX基底で測定して確認する。

・偽造不可、盗聴不可の量子マネーができる。


量子ウォレットについて

量子ウォレットは量子状態を保存しておく必要があり、コヒーレンスタイムを長く取る必要がある。現状コヒーレンスタイムが長く取れて、他のマシンと接続してレーザーで通信できるのはNVセンターが最有力である。そのため量子ウォレットとしてはダイヤモンドが利用されるのが最有力となる。

NVセンターのダイヤモンド結晶と超電導量子ビットの間の通信はNTT社が成功している。下記参考

ダイヤモンドと超伝導量子ビットを直接組み合わせたハイブリッド系の量子状態制御に世界で初めて成功

http://www.ntt.co.jp/journal/1201/files/jn201201063.pdf


ブロックチェーンとの関わり

偽造不可、盗聴不可ということでもしかしたらブロックチェーンと親和性もあるかもしれない。特にトランザクション署名あたりに利用できる気もするので興味ある人は考えてみてください。

実際に量子マネーの実現はめちゃくちゃ難しいと思います。NVセンターでもわずかな時間しか保存できないので、何かしらの超希少価値のある情報の保存とかそういうのに活用されるかもしれません。