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「世界最速・最大規模」東芝が量子コンピュータより高速に組み合わせ最適化問題を計算するアルゴリズム開発

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「世界最速・最大規模」東芝が量子コンピュータより高速に組み合わせ最適化問題を計算するアルゴリズム開発

1 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 11:02:18.49 ID:CAP_USER.net

「世界最速・最大規模」──東芝、量子コンピュータより高速に組み合わせ最適化問題を計算するアルゴリズムを開発

https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20190422-00000050-zdn_n-sci
2019/4/22(月) 15:40配信 YAHOO!JAPAN NEWS,ITmedia NEWS

 東芝は4月20日、量子コンピュータが得意とする計算の一つである「組み合わせ最適化問題」を、従来のコンピュータ(古典コンピュータ)で高速に解けるアルゴリズムを開発したと発表した。
 ある問題設定では、現行の量子コンピュータ(※1)に比べて10倍高速に解を求められるという。同アルゴリズムを活用したサービスプラットフォームの、19年中の事業化を目指す。

 東芝は、自社が持つ量子計算の理論から、古典力学の「分岐現象」「断熱過程」「エルゴード過程」という3つの現象に着目。これらをうまく利用し、
 古典コンピュータ上で組み合わせ最適化問題を解くアルゴリズムを「シミュレーテッド分岐アルゴリズム」(Simulated Bifurcation, SB)と名付けた。

 SBは従来の手法に比べて並列計算に向くとしており、GPUを8台つないだクラスタで10万変数・全結合の大規模問題を計算すると、数秒で良解(※2)を導けるという。

 また、FPGA(あるアルゴリズムの計算に特化した集積回路)を用い、2000変数・全結合の問題をSBで解いたところ、良解を0.5ミリ秒で得られたという。
 同問題を世界最速(2016年時点)で解けるとされていた「コヒーレント・イジングマシン」は良解の導出に5ミリ秒かかることから、「10倍高速に問題を解ける」としている。

 コヒーレント・イジングマシンより高速で、大規模な問題へも適用できることから、同社はSBを用いた組み合わせ最適化問題の計算について「世界最速・最大規模」をうたう。

 組み合わせ最適化問題の高速計算は、効率的な配送ルートの探索(巡回セールスマン問題)や新薬開発の分子構造決定、金融ポートフォリオの組み合わせ決定に有用とされる。

 同社は、「本技術をキー技術として、現代社会におけるあらゆる最適化ニーズに応えるサービスプラットフォームを実現し、19年中の事業化を目指す」としている。
 SBの詳細は、米オンライン論文誌「Science Advances」に4月19日付で掲載された。

 ※1:コヒーレント・イジングマシンの研究を主導する国立情報学研究所の山本喜久名誉教授は量子の性質を用いて計算しているとしているが、他の研究者からは量子性の利用について疑問も呈されている。
 ※2:最適解とは限らないが、最適解に近い解。

 組み合わせ最適化問題と量子コンピュータ

 組み合わせ最適化問題は、カナダの量子コンピュータベンチャーD-Waveが開発したマシンに実装されている「量子アニーリング」や、
 量子アニーリングの計算過程を古典コンピュータ上で模した「シミュレーテッド・アニーリング」などが計算に適しているとされる。

 量子アニーリングとは、加熱して徐々に冷却すると物体内部の抵抗力を除去できる「焼きなまし」という自然現象を利用した計算方法。

 金属原子のように量子ビットを格子状に配列し、互いに結合させ、ビット同士の相互作用を定めた「イジング模型」を用い、最も安定する状態(基底状態)を探す。
 基底状態でのビットの状態が、問題の最適解に対応する。

 量子アニーリングの場合、理論的には量子トンネル効果により基底状態を得られるが、量子ビット同士の結合が物理的な制限を受けるため、大規模化に課題がある。

 一方シミュレーテッド・アニーリングは量子アニーリングのようなハードウェアの制限はない代わり、量子ビットを利用しないため、必ず基底状態を得られるとは限らない。
 東芝によれば、さらに「並列化による高速化が原理的に困難」だという。


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ネットの反応

5 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 11:21:59.96 ID:TeSyqveZ.net
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TOSHIBAの本気

7 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 11:24:37.02 ID:0Gnshysa.net
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なんか、凄い計算力w
長年の問題だけど、
素人も絡んでるから大変だろうねw

8 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 11:27:12.86 ID:fuOcSuir.net
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このアルゴリズムを量子コンピュータで使えないの?

13 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 11:57:51.09 ID:mDX9MBrA.net
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でっ、何に使えるの?(´・ω・`)

14 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 12:00:39.97 ID:0Gnshysa.net
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根拠がないと、
倫理が理解できないような
アホな人たちへの教育には使用されそうw

15 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 12:02:35.75 ID:r/TdG4lP.net
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もうアニーリングはオワコンなんだが

18 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 12:08:53.85 ID:8rotvMdQ.net
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「海外は量子アニーリングに見切り」──ハードもソフトも開発する量子ベンチャー「MDR」に聞いた「量子コンピュータの今」 (3/5)
https://www.itmedia.co.jp/news/articles/1906/03/news033_3.html
さらに、「巡回セールスマン問題が解けない」と、湊さんは量子アニーラの問題点を明かす。

巡回セールスマン問題とは、セールスマンが複数の都市を回る際に、
どのような順路で回れば移動距離を最短にできるか求める組み合わせ最適化問題だ。
量子アニーリング方式が得意とされる組み合わせ最適化問題が解けないというのは、衝撃的な情報だ。

「実際に使ってみると全然解けない。4都市の問題でも解けるかどうか怪しい」(同)
「今から量子アニーリングに参入するという人は、業界を調べていないのだなと思う。
なぜかそういうところだけ海外に合わせないという風潮があるが、なぜ他がやっていないのか考えて、早めに損切りするべきだ」(同)

27 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 12:47:21.96 ID:k98mxKbK.net
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FPGAで問題毎に回路設計とか時間の無駄だな
一回焼き切った回路は使えねーし、コストもかかる

まあ、シミュレーションアルゴリズムができてるなら回路構築に時間はかからんのだろうけど・・・

最適化処理が必要なインフラ事業とか高額取引狙いなんだろうけど儲けだせるの?

29 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 12:58:11.60 ID:MggI4Hn5.net
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本当なら凄いやん
暗号解読されちゃう?

50 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 18:25:59.07 ID:PtqmM4Oc.net
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>>29
素因数分解問題しか解けないから
RSA暗号方式だけがあぶないんじゃね?

楕円曲線暗号とかほかの暗号アルゴリズムは影響ないはず

31 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 12:59:51.30 ID:Z7WLWoS9.net
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>ある問題設定では、現行の量子コンピュータ(※1)に比べて
>10倍高速に解を求められるという。

量子コンピュータは量子並列演算が出来るため理想的な環境では
2のqubits乗倍高速に計算できるようになる。
ということはわずか2^4=16倍より4qubits増えただけで抜かれる。
根本的な問題点。

38 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 15:27:41.87 ID:Q7N78YUy.net
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>>31
「現行同士」で比較してるのになんで量子コンピュータの方だけ未来を語ってんだ?
それなら現行コンピュータも同条件で考えろよ

35 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 13:45:00.29 ID:Yr2oCdF4.net
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量子コンピュータが実用化する前に今のコンピュータで間に合うのな

37 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 14:26:46.90 ID:ozmpQ5Xw.net
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量子コンピュータ「東芝は潰れる」

40 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 16:23:30.72 ID:PTrYqTfw.net
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量子コンピュータに比べて10倍高速に
とかいわれても
古典的コンピュータも
漁師コンピュータも
使ってるCPU等の性能によって
そんな数字はすぐ変わってしまうんじゃないの?
っていう

41 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 16:26:34.95 ID:hUdFyA6s.net
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確かに、どこに存在する量子コンピュータに解かせたのか謎だ

42 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 16:30:49.21 ID:PTrYqTfw.net
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まあそもそもでいえば量子コンピュータとかは
ある特定のジャンルの問題に威力を発揮するわけだから
パソコンやらスマホやらが高速になるわけでもなく

46 : 名無しのシステムエンジニアさん 2019/06/07(金) 17:05:37.13 ID:fooq4pa2.net
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最新のプロペラ機がジェット機の試作品に勝ったみたいな話だろ

Posted by flac