16個の原子から作られた世界最小モーターが開発される、量子物理学の謎をとく手がかりに
人間の髪の毛の直径の約10万分の1という極小サイズの「分子モーター」が、わずか16個の原子から作り出されました。 Molecular motor crossing the frontier of classical to quantum tunneling motion | PNAS https://www.pnas.org/content/early/2020/06/12/1918654117 Empa - Communication - Molecular Motor https://www.empa.ch/web/s604/molecular-motor スイス連邦材料試験研究所(Empa)とスイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームが開発した世界最小のモーターは、マクロの世界と同様に「エネルギーを運動に変換する」という方法で稼働します。このようなモーターは自然界にも存在
熱力学と量子論を結びつける学問分野「量子スチームパンク」とは？
原子力発電がウランの核分裂でお湯を沸かして発電しているように、最先端のテクノロジーも古代の理論・技術の延長線に存在します。ハーバード大学で理論物理学を研究するニコル・ユンガー・ハルパーン氏が、19世紀の産業革命のさなかに生まれた熱力学と21世紀の量子論を結びつける学問分野「量子スチームパンク」について解説しています。 Quantum Steampunk: 19th-Century Science Meets Technology of Today - Scientific American https://www.scientificamerican.com/article/quantum-steampunk-19th-century-science-meets-technology-of-today/ 「スチームパンク」は、イギリスのヴィクトリア朝やエドワード朝の雰囲気をベースに、蒸気機
量子コンピュータエンジニアを始めて6年目になった - Qiita
はじめに この記事は2014年からの量子コンピュータの変遷を記録し、これから2020年を境にいろいろ量子コンピュータに関わる方々の方向性が変わっていくと感じているから備忘録のために書いておきます。 2014年は量子アニーリング、2018年は量子ゲートNISQ MDRというベンチャー企業でblueqatという量子コンピュータ向けのSDKを提供しています。おかげさまでダウンロード数やユーザー数も順調で、仕事も忙しく進めています。あまり情報を公開しないスタンスでしたがほどよく進めています。 弊社の珍しいところは、東京大学・東工大中心のメンバーで進めていましたが、特に大学の研究室をバックグラウンドとしてはおらず、ビジネス視点で常に物事を進めています。そのため大きな利点は方式に捉われずいろんな技術を身につけているところで、普通は量子アニーリングは東工大・東北大、量子ゲートは阪大・京大・東大みたいな棲
もはや怪談、「量子コンピュータ」は分からなくて構わない
もはや怪談、「量子コンピュータ」は分からなくて構わない：踊るバズワード ～Behind the Buzzword（1）量子コンピュータ（1）（1/9 ページ） 「業界のトレンド」といわれる技術の名称は、“バズワード”になることが少なくありません。世間はそうしたバズワードに踊らされ、予算がバラまかれ、私たちエンジニアを翻弄し続けています。今回から始まる新連載では、こうしたバズワードに踊らされる世間を一刀両断し、“分かったフリ”を冷酷に問い詰めます。最初のテーマは、そう、今をときめく「量子コンピュータ」です。 「業界のトレンド」といわれる技術の名称は、“バズワード”になることが少なくありません。“M2M”“ユビキタス”“Web2.0”、そして“AI”。理解不能な技術が登場すると、それに“もっともらしい名前”を付けて分かったフリをするのです。このように作られた名前に世界は踊り、私たち技術者を翻弄
BERTを量子化して高速かつ軽量にする - moriyamaのエンジニアリング備忘録
こんにちは、@vimmodeです。自然言語界隈ではBERTを始めとしたTransformerベースの手法の進化が目覚ましいですが、実運用されている話はあまり聞きません。 その理由としてモデルのサイズの大きさと推論速度の遅さに一定起因すると感じており、この記事はその解消になり得る量子化と呼ばれる手法の紹介とPyTorchで実装されたBERTモデルに量子化を適応する方法を紹介します。 量子化とは 量子化という単語は数学や物理など様々な領域で使われています。ここで述べる量子化は情報理論における量子化であり、主に連続値を離散値で表現することを考えます。 機械学習の枠組みで考えるとモデルのパラメータや学習時の勾配（場合によっては入力と出力データも含める）の数値表現を浮動小数点から整数に変更することを目的にします。 ディープラーニングではパラメータ等をfloat32で表現することが多いですが、もしこれ
量子コンピューターに革新を起こす発見が「機材の爆発」から生まれる
By IBM Research ペニシリンやポリエチレンの発見のような、偶然による発見が現代の科学技術を大きく進歩させてきました。従来のPCよりも約1億倍高速とされる量子コンピューターの技術を大きく進歩させる可能性を秘めた発見もまた、実験室で起こった偶然によって生み出されたことが報告されています。 Coherent electrical control of a single high-spin nucleus in silicon | Nature https://www.nature.com/articles/s41586-020-2057-7 Engineers crack 58-year-old puzzle on way to quantum breakthrough | UNSW Newsroom https://newsroom.unsw.edu.au/news/scienc
歴史で学ぶ量子力学【2】「自分が物理学など何も知らない喜劇役者だったらよかったのに」 - ナゾロジー
20世紀のはじめ、第一次大戦が終りを迎えた頃、物理学は光の「波動説」と「粒子説」の2つの間で揺れていました。 光が矛盾するどちらの性質でも成り立ってしまうことに皆が困惑していたのです。 1922年にアーサー・コンプトンによるコンプトン効果の発見によって、アインシュタインの光量子仮説は決定的なものになっていました。 コンプトン効果とは、電子にX線をぶつけたとき、弾かれて散乱したX線の波長が伸びるという現象です。波長が伸びるということは、X線がエネルギーを失っていることを意味しています。 衝突でエネルギーを失うという現象を古典物理学で説明するなら、ビリヤードのようにぶつかった玉が運動量の一部を相手に奪われた、ということになります。 波は運動量を持たないため、古典物理学の解釈ではX線を波と捉えたまま、散乱で波長を伸ばす理由が説明できませんでした。当時の物理学がコンプトン効果を理解するためには、X
Googleが量子機械学習のためのオープンソースライブラリ「TensorFlow Quantum」発表！ | Techable(テッカブル)
Tech Googleが量子機械学習のためのオープンソースライブラリ「TensorFlow Quantum」発表！ 機械学習（ML）によって挙動の予測、あるいはデータの分類といったことができる。 これを量子コンピューティングに適用することで、既存の量子アルゴリズムの改善や新しい量子アルゴリズムを開発が可能。量子通信や創薬、新材料の発見といった量子コンピュータに期待される成果により早く到達できるかもしれない。 現在の量子コンピューティング環境で実行できる量子MLモデルの開発ツールが不足していることを憂慮したGoogleは、ウォータールー大学とAlphabetのX、フォルクスワーゲンと共同で量子MLモデルを素早く構築するためのオープンソースライブラリ「TensorFlow Quantum（TFQ）」を開発した。・量子/古典コンピュータのハイブリッド環境でも実行できるTFQには、量子ビット、量子
摩訶不思議な「金属で呼吸する細菌」、実は量子レベルの操作を行っていたと判明 - ナゾロジー
空気のない場所でも金属に電子を吐きだして呼吸している細菌が発見された細菌は電子の放出効率を上げるために、電子のスピン方向を統一していた仕組みを解明することで量子生物学と生体量子コンピューターの開発に役立つ 全ての生命は呼吸を行っており、私たち人間を含めた全ての多細胞生物は酸素呼吸を行っています。 しかし地球の地下深く、空気の存在しない場所では、なんと酸素の代わりに金属で呼吸する生物がいました。 今回、研究者によって調査されたS. oneidensis（シュワネラ・オネイデンシス）と呼ばれる細菌は代表的な金属呼吸を行う細菌として知られており、マンガンを初めとして鉄、鉛、水銀、ウランなどの固形鉱物を使って呼吸をしています。 なので、菌表面に接続された回路電極や金属を取り去ってしまうと、オネイデンシスは金属呼吸が行えなくなって窒息し、直ぐに死んでしまうのです。 そんな非常にユニークな呼吸を行うオ
歴史で学ぶ量子力学【1】「私の波動方程式がこんな風に使われるなんて…」 - ナゾロジー
「観測するまで物事の状態は決定されない」「全ては確率」 そんな中二心をくすぐるワードでいっぱいの量子力学ですが、私たちに見える世界はそんな曖昧なものではなく、もっと盤石で決定論的なものに見えます。 アルベルト・アインシュタイン博士は量子力学を生み出した功労者の1人ですが、最後までこの曖昧な量子力学の考え方を受け入れることはできませんでした。 量子力学の発展に大きな貢献をしたエルヴィン・シュレーディンガー博士も、同じく量子力学の主張する確率解釈を受け入れることはできませんでした。 シュレーディンガーに至っては「私の波動方程式がこんな風に使われるのなら、論文などにしなければよかった」と嘆いたほどです。 しかし、量子力学はその不可思議な主張を柱にしながら、大成功を収めた理論であり、現代ではほぼ完全に受け入れられてしまっています。 SFネタとしては興味深いですが、現実の話としてはずいぶんと突飛で難
量子GAN入門 - Qiita
はじめに 去年から量子コンピュータの勉強会に参加するようになったのですが、そこでとりあげられていた量子GANのお話が難しいながらもとても面白かったので、論文を読んでまとめることにしました。 また、量子GAN実装の方法も書いてあったので、MDR社のblueqatとpytorchでコードを書いてみることにしました。 論文のリンク↓↓ https://arxiv.org/pdf/1807.01235.pdf 論文の要旨 GANはDiscriminatorとGeneratorを交互に競合させながら学習を進めることで、本物に近いデータの生成を可能にするネットワークです。本論文ではDiscriminatorはそのままにして、Generatorを量子ゲートでおきかえています。これにより既存のGANや、量子機械学習と比べていくつかの点で有用だそうです。 古典的なGANでは勾配消失問題により、離散的な値を生
社会人のための量子コンピューター超入門 量子コンピューターのよくある誤解を正す編 - Qiita
量子コンピューターはよく誤解される 最近（2020年2月）、ハイプカーブの絶頂期に入った量子コンピューターですが、良い記事や書籍が増えてきました。しかし、それでも初期のころは、誤解を招くような記事が散見されたことも事実です。現状でも完全に無くなったとは言い難いところです。 一時期のAIブームの時のAIに対する見え方に似ていて、もうすでにものすごいものが動いているように見えている印象があります。 期待値が上がってくるのは、自称量子コンピューターエンジニアとしては嬉しいことではありますが、一方で過度の期待を招くものでもあり、それはそれで危険でもあります。 現状を正しい理解しておくことはとても大切です。 ここでは、雑談レベルで話しているときに、よく聞かれる内容をダンプしておきたいと思います。 量子コンピューターは並列処理ができるので速いらしいじゃん！ ⇨ 並列処理ではなく、計算のルールの違いを巧
すさまじい数学的証明｢MIP*=RE｣が予言する、量子コンピューターが可能にすること
すさまじい数学的証明｢MIP*=RE｣が予言する、量子コンピューターが可能にすること2020.02.28 12:3028,622 Ryan F. Mandelbaum - Gizmodo US ［原文］ （ 山田ちとら ） 学校で習った数学とはまるっきり違う世界へ、ようこそ。 ここは洞窟のなか。暗い地下道を進んでいくと、つきあたりに鍵のかかったふたつの部屋が現れます。中には、全知全能の仙人がひとりずつひっそりと佇んでいます。あなたが質問すれば、仙人たちはひとりずつ答えてくれます。 ところが困ったことに、仙人たちが常に真実を語ってくれるとは限りません。そして仙人同士は互いに意思疎通を図れないものの、あなたの問いかけに返してくる答えそのものはもつれ合い、連動しています。ですから、あなたが知りたい問題の答えを導き出すには、よく考えて賢く質問しなければなりません。質問によって、そしてその答えによっ
【2020年永久保存版】量子コンピュータ未経験から独学で量子プログラマーになる５つの方法 - Qiita
はじめに 量子コンピュータで経済が動いてきました。全世界で量子コンピュータに対する投資が進み、米国や中国が１０００億単位で投資を始めています。ヨーロッパや日本だけでなく、インドやロシアなども1000億近くの金額を投資を始めています。 それに対して、量子コンピュータのプログラマーは不足しています。毎日日本経済新聞に量子コンピュータの話題が乗る一方で、巷の量子プログラマーは不足しており、私たちが日々苦労しながら大量の仕事をさばいています。もうこれ以上捌けないので、是非多くの方に量子プログラマーとして活躍して貰いたいです。 完全に不足している 完全に量子プログラマーは不足しています。 １、そもそも急に流行した ２、日本ではやっている方式がマイクロソフトやAmazonが力を入れる分野とずれている まず量子コンピュータが仕事として成立し始めているのが2018年くらいからなので、そもそも急に来ました。
反超放射により、量子ビットの短寿命化を阻止
東京医科歯科大学と理化学研究所、東京大学らによる研究グループは、制御線に非線形フィルターを強く結合させると、量子干渉効果によって量子ビットの寿命が長くなることを発見した。 制御線に非線形フィルターを強く結合 東京医科歯科大学教養部の越野和樹准教授と理化学研究所創発物性科学研究センターの河野信吾基礎科学特別研究員、東京大学先端科学技術研究センターの中村泰信教授らによる研究グループは2020年1月、制御線に非線形フィルターを強く結合させると、量子干渉効果によって量子ビットの寿命が長くなることを発見したと発表した。 量子コンピュータは、量子ビットの集合体で、多数の量子ビットに対して個別にアクセスする必要がある。このため、制御線と呼ぶマイクロ波照射用の導波路を個々の量子ビットと結合し、そこからゲートパルスを照射する。ところが、制御線と結合することによって自然放出を誘発し、量子ビットの寿命が短くなる
Javaで量子コンピューターを学ぶ
この記事はGMOアドマーケティング Advent Calendar 2019 14日目の記事です。 GMOアドマーケティングのT.Nです。 先日参加したJJUGのOracle Code One 2019 報告会で、 今年のOracle Code Oneは、量子コンピューターの話題が中心だったという話を聞きました。 発表されていたJavaチャンピオンの方も、 Oracle Code Oneで発表されたものは次の時代に必ず来ると言っていたので、 量子コンピューターの時代に備えて、報告会で紹介されていた Quantum Computing API for Java を使用して量子コンピューターを学んでみることにしました。 Quantum Computing API for Javaは、Javaで書かれた量子コンピューターのシミュレーターです。 今回のブログでは、2019/11/25時点のソースコ
Amazon Braket –量子コンピューティングを開始しましょう | Amazon Web Services
Amazon Web Services ブログ Amazon Braket –量子コンピューティングを開始しましょう ほぼ10年前、エイプリルフールの日にQuantum Compute Cloudについて書きました。未来が到来し、量子アルゴリズムを作成して実際の量子コンピューターで実行する機会が得られました。本日発表する内容は次のとおりです。 Amazon Braket –科学者、研究者、開発者が1か所で複数の量子ハードウェアプロバイダーのコンピューターで実験を開始できるようにする完全に管理されたサービスです。サービスの名称は、一般に量子力学的な状態を示すために使用されるブラケット表記にインスパイアされました。 AWS量子コンピューティングセンター – カリフォルニア工科大学（Caltech）に隣接する研究センター。世界をリードする量子コンピューティングの研究者とエンジニアを集めて、量子コ
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TechCrunch | Startup and Technology News
日本はいま、人類史上最強のセキュリティ技術「量子暗号」の先頭を走っている
東京医科歯科大ら、量子干渉で量子ビットを長寿命化する技術 ～量子コンピュータの性能向上に期待
