人工知能の発展に量子コンピュータが不可欠な理由
米Googleが2015年12月に「既存のコンピュータに比べて1億倍高速」と発表して以来、カナダD-Wave Systemsが開発する「量子アニーリング型」の量子コンピュータへの注目が高まっている。この量子コンピュータとはどんなもので、何の役に立つのか。なるべく平易に解説したい。 記者は日経コンピュータの2014年4月17日号で「驚愕の量子コンピュータ」という記事を書き（ITproにも転載している）、量子アニーリング型の量子コンピュータの仕組みについて詳しく解説した。ただこの記事に対しては「難しい」という率直な感想も頂いているので、今回は例えなどを交えながら、「中身」ではなく「価値」を理解していただけるような記述を目指したい。 まず最初にお断りをしておくと、「量子アニーリング型」の量子コンピュータは、先に開発が進められていた「量子ゲート型」の量子コンピュータとは全くの別物だ。2013年以前
［量子コンピュータ2］宇宙一冷たい場所で動く
D-Waveの量子コンピュータは、我々が現在使っているコンピュータ（古典的コンピュータ）とも、長年研究されてきた従来型量子コンピュータ（量子ゲート方式）とも、全く異なる仕組みで動く。どのようなものなのか、5ステップで解説しよう。 STEP 1：どんなハードウエアか 1台10億円とも言われるD-Waveマシンのハードウエアを見てみよう（図1）。筐体はサーバーラックのような外観をしている。筐体内には銀色に輝く筒状の「希釈冷凍機」があり、冷凍機のさらに内側に、D-Waveマシンの心臓部である超伝導回路が納められている。
［量子コンピュータ3］これが量子アニーリングの正体だ
D-Waveマシンの中で「量子力学の焼きなまし現象」、つまりは量子アニーリングがどのように実行されるのか。実際の実験の様子を説明しよう（図1）。 まず、解きたい組み合わせ最適化問題に合わせて、3次元イジングモデルにおけるスピン間の相互作用を設定する。これは従来型コンピュータにおけるプログラミングに相当する。 次に、スピン間の相互作用の強さをゼロにすると同時に、3次元イジングモデルに「横磁場」を加える。実際の操作としては、超伝導回路に対して特殊な電流を流す（1の状態）。 横磁場を加えると、スピンの向きは上向きと下向きが「重ね合わせて存在する」という状態になる。「重ね合わせ」とは量子力学の現象の一つだ。この場合は、スピンが「上向きか下向きかどちらか分からないが、測定するとどちらかに定まるという状態」（東工大の西森教授）である。 続けて横磁場をゆっくり弱くすると同時に、スピン間の相互作用をゆっく
［量子コンピュータ1］突然商用化した夢のマシン
実現は遠い未来のことだと考えられていた「量子コンピュータ」。それが突然、従来とは異なる方式で実現した。カナダD-Wave Systemsが開発し、米グーグルや米航空宇宙局（NASA）が導入した量子コンピュータ「D-Wave」だ。 D-Waveが期待通りの性能を出すことができれば、現在のビッグデータ活用が子供の遊びに思えてくるほどの、計り知れないビジネス上のインパクトがもたらされる。そんなD-Waveに、日本の研究や技術が大きく寄与していたことを知っているだろうか。 それだけではない。現在、日本の国立情報学研究所（NII）が、D-Waveのさらに上を行く日本独自の量子コンピュータの開発を進めている。 次なるIT革命の中心地は、実は日本だ。知られざる量子コンピュータの真の姿に迫る。 米航空宇宙局（NASA）や米グーグルが、熱い視線を注ぐ日本人研究者がいる。彼が生み出した理論が、「量子コンピュー
D-Waveの量子コンピュータは本物か? ---その基礎理論を考案した日本人科学者に聞く（小林 雅一） @gendai_biz
グーグルが先月、研究開発用に導入したD-Wave Systems社（本社カナダ）製の量子コンピュータ。前々回の本コラムでも紹介したように、これが本当の量子コンピュータなのかどうかは、まだ評価が定まっていない。 グーグルの発表後、僅か1、2週間の間にも、D-Waveが公開した実験データに対し、同社に懐疑的な研究者たちが「これは量子コンピュータではない」と反論し、それに対しD-Waveが逆に反論するなど、議論は紛糾している。それにしても、何故これほど揉めるのか? 量子力学の原理を計算に応用 その説明に入る前に、量子コンピュータとは何であるかを、もう一度簡単に説明しておこう。量子コンピュータとは、原子核や電子、素粒子のようなミクロ世界を支配する「量子力学」の基本原理に基づく、画期的なコンピュータだ。 予め断わっておくと、現在、私たちが使っているパソコンのような普通のコンピュータにも、ある意味で量
シュレーディンガー猫状態光パルスの量子テレポーテーションに成功 | スラド サイエンス
東大が、「シュレーディンガー猫状態光パルスの量子テレポーテーションに成功」と発表した (東大による記者発表、詳細の PDF) 。 日刊工業新聞の記事で簡潔にまとめられているが、東大の古澤明教授らは「2 つの状態が同時に存在しており、観測した時点でどちらかの状態に決定される」という状態 (シュレーディンガー猫状態) を「位相が反転した光のパルスの重ね合わせ」として実現。これを「量子もつれ状態にある 2 つの光ビーム」を用い、片方への測定がもう片方へ及ぶことを用いて光パルスを伝送した。 シュレーディンガー猫状態はそれを観測してしまうと状態が決定されていまい、その性質が失われてしまう。しかし、量子もつれ状態の光ビームを利用する観測では、測定が間接的に行われるため、シュレーディンガーの猫状態を失わずに伝送が可能となる。「この成果は、量子力学基礎の検証という意味ばかりでなく、量子情報通信・量子コンピ
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