D-Waveは量子コンピューターか?



2013年7月16日

2011年5月11日、D-Wave Systemsは「世界初の商用量子コンピュータ」を謳ったD-Wave Oneを発表した。また、D-Wave Oneは128量子ビットチップセット上で最適化問題を解くために量子焼きなまし法(量子アニーリング)を用いる断熱量子コンピュータであるとされた[1]。2013年5月、NASA、Google、大学宇宙研究協会 (USRA) が共同で、512クビットD-Wave Twoを使用した量子人工知能研究所を設立することが発表された。D-Wave Twoは機械学習やその他の研究分野で使用されるとされた。

by wikipedia

世界初の商用量子コンピューター?

量子コンピューターとは、従来のコンピューターと違い、量子の特性を生かして特定の計算分野で問題を同時に計算できるコンピューターである。
簡単にいえば、たとえば、ある数を因数分解する問題は、様々なアルゴリズムがあるが基本的には指数を少しづつ変化させて答えと合致するかを調査して、判定する、総当り的な計算方法しか従来のコンピューターでは出来ない。しかし、量子コンピューターでは、一つの量子が0にも1にも確率的になりうるという特性を生かして、重ね合わせ状態を巧妙に作り出し、一度の計算で因数分解を行うアルゴリズムが考えられている。(Shorの素因数分解アルゴリズム)

しかし、量子ビットは制御するのが難しいため、IBMですら8個の素子で、15を因数分解するのがやっとの物しか作れていないのが現状である。

もし量子コンピューターが実現すれば、この因数分解のしにくさを利用した暗号システムは壊滅的な打撃をこうむることになる。実はこの暗号方式はブラウザや、ウェブショッピングなどにも広く利用されている。

そこに突如、カナダのベンチャー企業が従来のコンピューターの3500倍の性能で計算できる量子コンピューターを実現したと発表した。しかも量子ビットの数はIBMの実現した数の64倍=512量子ビットである

検証

2013年7月、南カリフォルニア大学の研究チームがNature Communicationsに発表した論文「Experimental signature of programmable quantum annealing」の中で、D-Waveのコンピュータが古典力学に従うコンピューティングモデルではなく、量子力学的効果を使用していることが確認できたと主張している。
これにより、d-waveのコンピュターが本物の量子コンピュターである可能性が高まった。権威ある雑誌に論文が掲載されたからだ。

どうやって実現したのか?

d-waveの量子コンピュターは量子ゲートという一般的な実現方法ではなく、かなりマニアックな量子アニーリングという応用範囲の狭い方式で量子計算を実現している。
GoogleとNASAは一体10億円と言われるこのコンピュターを購入し、人工知能を研究を開始すると発表した。

d-wave社(http://www.dwavesys.com/en/dw_homepage.html

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未解決度指数

Summary: もし量子コンピュターが実現し、Shorの因数分解アルゴリズムが走るようになれば、その影響は甚大である。また、その応用分野はそれだけでなく、高速なデータベース検索や人工知能に至るまで計り知れない

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未解決度
謎が解けたときの影響
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