「先端技術」 - 量子コンピュータ -

nakasen_20th

量子コンピュータ1. ひとことで言えば？

2. 生まれた背景

3. 概要

4. 周囲はどう見ているか - 好意的視点

5. 周囲はどう見ているか - 批判的視点

6. 今後はどうなる？

7. 星いくつ？

1. ひとことで言えば？

「量子力学を応用した超高速コンピュータ」

2. 生まれた背景

• 量子力学応用技術の進歩

• ビッグデータ処理の必要性

• 量子コンピュータそのものに対する期待（強力な暗号の開発の必要性など）

3. 概要説明

• 計算量とコンピュータの限界

• 量子力学の不思議

• 量子ビット、量子アリーニング

• 事例紹介 - D-Wave

計算量とコンピュータの限界アルゴリズムと計算量（http://ja.wikipedia.org/wiki/ランダウの記号）

• プログラムの計算量を求める方法（http://qiita.com/cotrpepe/items/1f4c38cc9d3e3a5f5e9c）

• 10nの計算量ならコンピュータは楽勝

• 10nの計算量ならコンピュータは降参

計算量とコンピュータの限界

アルゴリズムと計算量

計算量とコンピュータの限界

アルゴリズムと計算量

量子力学の不思議• ミクロの観測では、対象が確率的に存在する。粒子の運動量と位置を同時に正確には測ることができない（不確定性原理）。

• 壁を通り抜けられる！（量子トンネリング）

• 光を超える速さで情報を伝達できる！（量子テレポーテーション）

• 同時に複数の状態を持っている！（重ね合わせ）

量子ビット

• 従来のビット「０」か「１」のどちらかの状態をとる

• 量子ビット「０」と「１」の両方の状態を同時にとる（重ね合わせ）

量子ビット

• 観測するまでは重ね合わせ状態

• 観測した時点で０か１かが決定する

• 量子もつれの関係にあるビットは、何ビットであっても観測した時点で全て いっぺんに値が決まる　→　光速を超えた演算

量子アリーニング• アリーニング・・・焼き鈍し金属材料を熱した後で徐々に冷やし、結晶を成長させてその欠陥を減らす作業。

• アリーニング法・・・確率的アルゴリズム広大な探索空間内の与えられた関数の大域的最適解に対して、よい近似を与える。

• 量子アリーニング・・・量子ゆらぎを用いた過程によって、解候補（候補状態）の任意の集合から任意の目的関数の最小値（グローバルミニマム）を探す一般的方法

事例紹介 - D-wave

• 初めて実用化された量子アリーニング実験装置 （プログラミング不可）（狭義の量子コンピュータには含まれない）

• 特定のアルゴリズムのみに対応する （今回は組み合わせ最適化問題）

• 制作はカナダ、コアのアイディアは日本

4.周囲はどう見ているか（好意的視点）

• 予想よりかなり早い実用化

• 安価であればすぐに導入したい

• 本当に量子力学を応用しているのか？

• 本当に速いのか？

• 応用範囲が狭いのではないか？

5.周囲はどう見ているか（批判的視点）

6. 今後はどうなる？

• 改良による性能向上

• ライバルの追い上げ（レーザーネットワーク方式）

• プログラマブルな汎用量子コンピュータの発展

7. 星いくつ？

• トンガリ度　　　　★★★★★

• 絶対流行る　　　　★★★☆☆

• お金の匂い　　　　★★★★☆

• 敷居の低さ　　　　★☆☆☆☆

• 総合おススメ度　　★★★★☆