「日本産量子コンピュータ」の勝算--量子アニーリング理論の可能性(4) - (page 3)

吉澤亨史 山田竜司 (編集部) 2016年09月15日 07時00分

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 先ほど話した、世界的な国際会議「Adiabatic Quantum Computing」で公表された最新の研究成果では、量子アニーリングにより「良い解」を導き出すサンプリング(標本化)手法にも興味深い振る舞いがあるということが紹介されました。量子アニーリングで出てくる解には、ある種の偏りがあったのですが、それをなくす作用が「多様な量子揺らぎ」についてはありそうだ、というわけです。

 機械学習ではデータの多様性に適合させるために幅広いサンプリングを必要とするので、この発見は非常に重要なものだと思います。最適化問題だけでなく機械学習への利用を促進する成果で、量子アニーリングが実社会問題に利用される場面が増えていくきっかけとなると予想しています。

 そうした新規概念やアイデア、量子力学の強みがまだまだ出てきています。そこでは日本が出したアイデアが生きている姿がうかがえると思います。

田中氏 量子アニーリングに関しては、研究開発しないといけないことが3つのパートに分かれると思うのです。ハードウェア、ソフトウェア、応用分野です。

 1番目のハードウェアに関しては、現在はD-Waveというマシンがあるわけですが、このD-Waveは日本が基礎を築いた超伝導やエレクトロニクス(電子工学)に立脚しているものです。また、量子アニーリングと似た計算手法を実現するハードウェアも重要です。これらは、エレクトロニクス分野の知見だけでなく、理論物理学や材料科学の知見を融合させる必要があります。ですので、私自身、ハードウェアを作る立場での研究も進めていきたいと考えています。

 2番目のソフトウェアについてです。量子アニーリングの最も大きなメリットは、膨大なサブルーチンからなる情報処理の一部に簡単に差し込めることです。膨大な情報処理の一部分を圧倒的に加速させる役割を果たします。これについては紹介した研究活動の延長に近いのですが、さまざまな人が利用しやすい形でソフトウェアを作れる人たちと、産学共同研究で進めていきたいと考えています。

 3番目の応用分野について、私は現在、いくつかの企業の方々とともに、具体的事例に対する量子アニーリングの研究を進めています。ここで得られた成果をどんどん公開することによって、可能性が広がることを期待しています。応用分野については、ふとした日常の中にある組み合わせ最適化問題に対する気づきから発展すると思います。積極的に外に出て、さまざまな方と出会い、新しい応用を見出したいと考えています。

 ハード、ソフト、アプリの3つの軸の研究を循環させながら加速度的に発展させる。これが、この分野の社会的広がりにつながると考えます。さまざまな世代、立場の人が量子アニーリングに興味を持つ。実際に量子アニーリングをやってみる。そういう土壌を作ることはとても大切だと思っていますし、そのためのきっかけづくりをしていこうと思います。


京都大学大学院情報学研究科システム科学専攻助教、大関真之氏(右) 早稲田大学高等研究所助教 田中宗氏(左)
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