昨日(11/27)、NII市民講座で
社会を変える夢をのせた量子コンピューター
レーザーネットワークでスパコンの限界を突破する
講師 宇都宮 聖子（しょうこ）先生
の話を、一応聴いてきた。
どうも、
D-Waveは量子アニーリングという方式を使って、計算しているんだけど、
先生の研究しているのは、（量子シミュレーション？）
レーザーネットワークを用いたコヒーレントコンピューター
だそうな・・・はい、わかってません（＾＾；）
ということで、分かってない人が、ぼやーとして書いたメモメモです。
自己紹介
・学生の頃から：連携大学院
９月末で山本先生が移った→ひきついでいる
大学院生中心。東京大学、スタンフォード大
テーマ：量子シミュレーション→レーザーネットワークを用いたコヒーレントコンピューター
量子科学１００年のあゆみ
・新しい研究分野
・レーザー１９６４年ノーベル賞
・２０１２年 量子情報科学
→さまざまな分野、パラダイムシフト
ムーアの法則
・半導体の集積密度
ムーアの法則の終焉？
・トランジスタを小さくすると、発熱、配線、費用対効果でむずかしくなる
・22nm 原子２００個
R.Feynman
・量子コンピューターを着眼 ファインマン
・量子系そのものを持ってきたほうが、計算しやすい？
量子コンピューターの歴史
・どいちぇ 量子パラレリズム 基礎概念
・ピーター しゅあー：しゅあーのアルゴリズム
・ぐろーばー データ検索のアルゴリズム
・２つの量子ビット操作に成功
・７量子ビット（因数分解）
・２００１年以降：量子系の操作が難しい→ふえなかった
・２０１３年 D-Wave 量子ビット５１２→量子アニーリング
Google NASA
量子ビットとは
・０と１という状態をマッピング→スピン上向き０、下向き１
・重ねあわせ状態が作れる→測定すると、どちらかに決まる（収縮）
→エネルギーじゅんいとか
重ね合わせ：集まると威力
行列かけると、重ね合わせられる
測定すると
組み合わせ２のN乗：いっぺんに計算
→最終状態は、確率的に１通りの答え
組み合わせ最適化問題
ナップザック問題
パラレリズムの威力
・折り紙：２５回重ねると、富士山の高さ
なぜ難しい：壊れやすいから
多粒子干渉計
→エラー訂正
しょあのアルゴリズム：エラー訂正コード
どのくらいの量子ビットが必要
・量子ビット１個に２万の予備が必要
（めもできなかった。大変な数字）
・６日間かかる
量子コンピューター：難しい問題、検索
→厳密にすべての量子ビット操作
量子シミュレーター：新材料
→解きたい問題に似た物理系
操作がシンプル
ビッグデータ
・組み合わせ最適化問題
NP困難、NP完全
計算が難しい
ソーシャルネットワーク
時々刻々と変化
コグニティブコンピューティング
Deep Learning：どうして上手くいくか？
シナプス
ヒューリスティック
焼きなまし法、遺伝的アルゴリズム
焼きなまし法→量子アニーリング
量子ビットをワイヤー接続
・キメラグラフ：
量子アニーリング
・線形重ねあわせ状態 初期ハミルトン状態
解きたい答え→最終的ハミルトニアン
ゆっくり近づける
量子アニーリングと量子計算機の能力同じ
イジングモデルを解いている
Jijが与えられたとき
jij=+1ならお互い反対の場合は安定
コヒーレント・イジングマシン
・イジングスピン：
結合する振り子
逆位相
→ポンピング
・メトロノームの同期現象
台をゆらゆらさせる
５分：基底状態になる
・レーザーの発信位相：連結
レーザー：最も安定なところで発振
相互注入により変わる発振位相
０、φ層で結合
・準安定状態にトラップされてしまう
焼きなましは：熱
量子アニーリング：量子力学的トンネルを利用する
コヒーレント：ロスとゲインがつりあったところで発振：ゲインをあげていく
４サイト、一度も失敗しないで見つけた
展望
・１０の５乗
現在
・室温で動作する
＜＜ロリポおじさんレベルで、ぼや～としたイメージでまとめてみる＞＞
どうも、計算したいものにあわせて、「物理モデル」というのを
作るらしい。
このモデルに、レーザーを当てると、メトロノームの同期現象のように
みんな波長が揃って、ある波長で発信するらしい。
それが、答えになるようだ。
局所解にならないように、
焼きなまし法の場合、温度をあげる
量子アニーリングは量子トンネル
を利用するのに対し、先生の方法は、発振を検知するゲインを挙げていけばみつかる方式
らしい。
会場は、すごいいっぱいで（いつもの市民講座より多い気がする）、
いろんな勉強会に良く出てくる長い髪のサングラスの黒っぽい服きてるかた
（名前よくわかっていない）も来てて、最後先生に質問していた。
社会を変える夢をのせた量子コンピューター
レーザーネットワークでスパコンの限界を突破する
講師 宇都宮 聖子（しょうこ）先生
の話を、一応聴いてきた。
どうも、
D-Waveは量子アニーリングという方式を使って、計算しているんだけど、
先生の研究しているのは、（量子シミュレーション？）
レーザーネットワークを用いたコヒーレントコンピューター
だそうな・・・はい、わかってません（＾＾；）
ということで、分かってない人が、ぼやーとして書いたメモメモです。
自己紹介
・学生の頃から：連携大学院
９月末で山本先生が移った→ひきついでいる
大学院生中心。東京大学、スタンフォード大
テーマ：量子シミュレーション→レーザーネットワークを用いたコヒーレントコンピューター
量子科学１００年のあゆみ
・新しい研究分野
・レーザー１９６４年ノーベル賞
・２０１２年 量子情報科学
→さまざまな分野、パラダイムシフト
ムーアの法則
・半導体の集積密度
ムーアの法則の終焉？
・トランジスタを小さくすると、発熱、配線、費用対効果でむずかしくなる
・22nm 原子２００個
R.Feynman
・量子コンピューターを着眼 ファインマン
・量子系そのものを持ってきたほうが、計算しやすい？
量子コンピューターの歴史
・どいちぇ 量子パラレリズム 基礎概念
・ピーター しゅあー：しゅあーのアルゴリズム
・ぐろーばー データ検索のアルゴリズム
・２つの量子ビット操作に成功
・７量子ビット（因数分解）
・２００１年以降：量子系の操作が難しい→ふえなかった
・２０１３年 D-Wave 量子ビット５１２→量子アニーリング
Google NASA
量子ビットとは
・０と１という状態をマッピング→スピン上向き０、下向き１
・重ねあわせ状態が作れる→測定すると、どちらかに決まる（収縮）
→エネルギーじゅんいとか
重ね合わせ：集まると威力
行列かけると、重ね合わせられる
測定すると
組み合わせ２のN乗：いっぺんに計算
→最終状態は、確率的に１通りの答え
組み合わせ最適化問題
ナップザック問題
パラレリズムの威力
・折り紙：２５回重ねると、富士山の高さ
なぜ難しい：壊れやすいから
多粒子干渉計
→エラー訂正
しょあのアルゴリズム：エラー訂正コード
どのくらいの量子ビットが必要
・量子ビット１個に２万の予備が必要
（めもできなかった。大変な数字）
・６日間かかる
量子コンピューター：難しい問題、検索
→厳密にすべての量子ビット操作
量子シミュレーター：新材料
→解きたい問題に似た物理系
操作がシンプル
ビッグデータ
・組み合わせ最適化問題
NP困難、NP完全
計算が難しい
ソーシャルネットワーク
時々刻々と変化
コグニティブコンピューティング
Deep Learning：どうして上手くいくか？
シナプス
ヒューリスティック
焼きなまし法、遺伝的アルゴリズム
焼きなまし法→量子アニーリング
量子ビットをワイヤー接続
・キメラグラフ：
量子アニーリング
・線形重ねあわせ状態 初期ハミルトン状態
解きたい答え→最終的ハミルトニアン
ゆっくり近づける
量子アニーリングと量子計算機の能力同じ
イジングモデルを解いている
Jijが与えられたとき
jij=+1ならお互い反対の場合は安定
コヒーレント・イジングマシン
・イジングスピン：
結合する振り子
逆位相
→ポンピング
・メトロノームの同期現象
台をゆらゆらさせる
５分：基底状態になる
・レーザーの発信位相：連結
レーザー：最も安定なところで発振
相互注入により変わる発振位相
０、φ層で結合
・準安定状態にトラップされてしまう
焼きなましは：熱
量子アニーリング：量子力学的トンネルを利用する
コヒーレント：ロスとゲインがつりあったところで発振：ゲインをあげていく
４サイト、一度も失敗しないで見つけた
展望
・１０の５乗
現在
・室温で動作する
＜＜ロリポおじさんレベルで、ぼや～としたイメージでまとめてみる＞＞
どうも、計算したいものにあわせて、「物理モデル」というのを
作るらしい。
このモデルに、レーザーを当てると、メトロノームの同期現象のように
みんな波長が揃って、ある波長で発信するらしい。
それが、答えになるようだ。
局所解にならないように、
焼きなまし法の場合、温度をあげる
量子アニーリングは量子トンネル
を利用するのに対し、先生の方法は、発振を検知するゲインを挙げていけばみつかる方式
らしい。
会場は、すごいいっぱいで（いつもの市民講座より多い気がする）、
いろんな勉強会に良く出てくる長い髪のサングラスの黒っぽい服きてるかた
（名前よくわかっていない）も来てて、最後先生に質問していた。
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