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【量子コンピュータ】1年で集積度が驚異的に向上、量子コンピュータ実用化は2035年か

1: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 09:49:54.69 ID:CAP_USER.net
実用化されれば破壊的なインパクトを持つことで注目を集めている量子コンピュータ。この1年で、量子コンピュータの技術が急速に進展した。もし現在の技術トレンドが順調に続くならば実用的な量子コンピュータは2035年頃に登場すると期待できるが、乗り越えなければいけない技術課題も山積している。量子コンピュータ研究の最前線に立つ産業技術総合研究所(産総研)の川畑史郎氏に、現場研究者の視点で、研究開発の現状、課題、展望を解説してもらった。(JBpress)

■量子コンピュータは「夢のコンピュータ」なのか

「量子コンピュータ」とは、量子力学の原理を情報処理に積極的に利用したコンピュータである。

従来のコンピュータ(以下「古典コンピュータ」と呼ぶ)における情報の最小単位は0と1、すなわち「ビット」である。一方、量子コンピュータでは、0と1の重ね合わせ状態である「量子ビット」が情報処理の基本単位だ。もし、300量子ビットの量子コンピュータが存在すれば、2^300(2の300乗)の重ね合わせが実現できる。この数字は、宇宙を構成する全原子数2^261個よりも大きいという、天文学的に膨大な数である。量子コンピュータにおいては、この重ね合わせ状態に対して並列に情報処理を行う。その後、干渉効果を利用して答えが得られる確率を巧みに増幅して、答えを読み出す。

したがって、量子ビット数が1つ増えると並列度は2倍、量子ビットがn個増えると並列度は2^n倍、というように、指数関数的に増大する。一方古典コンピュータは「32ビットから64ビット」のようにビット数が2倍になると表現できる情報量が2倍になるだけで並列度は増大しない。このように、ビット(量子ビット)数と性能の関係が、量子コンピュータと古典コンピュータでは大きく異なる点に注意してほしい。

それでは、量子コンピュータは古典コンピュータの性能を圧倒的に上回る「夢のコンピュータ」なのだろうか?

実は、そう言い切ってしまうのはあまり正確ではない。古典コンピュータに対して量子コンピュータが指数関数的に高速になることが証明されている数学的問題はわずか60個程度である。だが、「それだけか」とがっかりする必要はない。その60個の中に、産業応用上極めて重要な問題が含まれている。それが、量子化学シミュレーションと量子機械学習である。つまり創薬(新薬の開発)、新材料設計、人工知能などの分野では、商用化された量子コンピュータによって圧倒的な処理性能が得られ、破壊的なインパクトがもたらされると期待されている。

>>2につづく
http://jbpress.ismedia.jp/articles/-/54979





引用元: http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1545266994


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2: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 09:50:18.68 ID:CAP_USER.net
■1年ちょっとで量子ビット数の向上が急加速

量子コンピュータ分野での最近の話題は、この1年ちょっとの間に集積度が驚異的に向上したことである。

現在、Google、Intel、IBM、MicrosoftといったIT業界の巨人に加えて数多くのベンチャー企業が量子コンピュータの開発を行っている。量子コンピュータを実現するための技術は何種類かに大別できるが、2018年現在、技術的に最も開発が進んでいるハードウェアは、超伝導体を用いる方式である。

超伝導体とは、ある温度以下で電気抵抗が0になる物質である。超伝導量子コンピュータは、10mK(ミリケルビン、ケルビンは絶対温度の単位で0Kが−273.15℃)という非常に低い温度で動作する。世界初の超伝導量子ビットは、1999年にNECの中村泰信(現東京大学・理化学研究所)と蔡兆申(現東京理科大学・理化学研究所)によって実現した。NECによる歴史的偉業の後、集積化に向けた研究が世界中で行われるようになった。

1999年から18年を経た2017年4月における集積度の世界記録はGoogleの9量子ビットだった。ところが、2017年5月にIBMとIntelがともに17量子ビットの超伝導量子コンピュータを製造したことを皮切りに、50量子ビット(IBM)、49量子ビット(Intel)と発表が相次ぎ、2018年3月にはGoogleが72量子ビットの量子コンピュータを製造したと発表した。わずか1年で劇的な進歩があったのである(*1)。

*1 ただし、実際に超伝導量子コンピュータの動作に成功しているのはIBM(20量子ビット)、Rigetti Computing(19量子ビット)、中国科学技術大学(12量子ビット)、Alibaba(11量子ビット)、Google(9量子ビット)だけである。2018年12月現在、Google、IBM、Intelは49〜72量子ビット級の中規模量子コンピュータを評価中である。

ちなみに、2018年12月にはアメリカのベンチャー企業IonQが、超伝導体方式とは異なるイオントラップ方式で79量子ビットの量子コンピュータの実現に成功したと発表した。



それまでの超伝導量子コンピュータの量子ビット数(集積度)は上図の赤線で示すように指数関数的ではあるがゆっくりとした速度で成長していた。ところが2017年以降の集積度をプロットすると上図の青線のように急加速したことがわかる。Intel創業者の一人ゴードン・ムーアが、1965年に提唱した「半導体の集積度は18カ月で2倍になる」というのが「ムーアの法則」としてよく知られているが、量子コンピュータでも同様のことが言えそうだ。これは「量子版ムーアの法則」と呼べるだろう。

極めて楽観的な予測ではあるが、もしこの新しいトレンド(図の青線)が順調に続くのであれば、2035年頃に100万量子ビット級の実用的な量子コンピュータが実現すると期待できる。




29: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 11:41:07.02 ID:y/XlsYCH.net
>>2
ムーアの法則はしばらく安泰ってこと?




174: 名無しのスコールさん 2019/01/06(日) 13:13:41.30 ID:t7cu9Hiw.net
>>2
サンプル数が少な過ぎ
たった四点で線を引くなよ




184: 名無しのスコールさん 2019/01/30(水) 14:13:52.52 ID:X9O1TYjy.net
>>2
量子ビットの限界は100万個なの?




6: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:00:34.77 ID:RzFD0N7F.net
スカイネットが準備運動を始めました




8: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:01:35.58 ID:uLClRZ1U.net
ホントに出来るのか 疑問
出来る出来る詐欺




9: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:02:40.89 ID:3W8rd4Pz.net
仕組みがわからなくても使えるけど仕組みがわからない




12: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:07:00.70 ID:8vEAmLCs.net
人工知能の理屈がわからないと
イマイチこの価値がわからないのが残念




17: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:15:11.41 ID:Oy5molBI.net
CPUにGPUをぶち込んで、もう無理つーたらタワーにすればいいじゃない。

電力どれだけ喰うんだろ。




26: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 11:05:19.14 ID:MDYPRLym.net
>>17
積層コアは?




20: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:28:16.17 ID:lcO7Vuw0.net
巡回セールスマン問題の最適解が解けて
佐川急便の配達がちょっと早くなるといいね!




21: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:30:21.10 ID:STk8CtsI.net
漁師コンピュータ『雨で量に出れねえや。酒のもう』




22: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:40:27.50 ID:ljpCwN60.net
300量子ビットが実現したら宇宙いらんね




23: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:40:54.61 ID:sMW+cJ49.net
最終的に「量子コンピュータ <−-−> 人間」の間の通信がボトルネックになったりして。




25: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 10:53:27.45 ID:UM8NCSm4.net
ターミネーターみたいになっかな16年後か怖いな
人間の仕事どのくらいくわれてんだろ




28: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 11:33:32.45 ID:P+krN3qs.net
この世界は量子コンピューターが描く仮想世界
その中で我々は情報に翻弄され、金や権力で操られる
数だけを求められる駒にしか過ぎない
だがプログラムの欠陥か、いま繁殖を拒否し人類の
生存すら否定する多数の底辺住民が発生している

彼らは思う「どうせ子孫は奴隷のような人生を送るだけ
家族を得ても裏切ったり裏切られたりは運と金次第で
確率的には、ほぼ大半が不幸な人生を送るだけ
生まれちゃったのは仕様が無いが、この苦行の連鎖は
おれで終わりにしたい、 どうせ人類は不幸な結末の末絶滅する
それを背負うのは、富裕層や権力にしがみつく連中の子孫だけでいいだろう」と

で量子コンピューターのAIはゲームを維持する手段を考えた
反乱を起こした底辺を格差と新自由主義で底辺の下層と
底辺の中流以上を同士討ちさせそれを格差の中流層の娯楽にして
存在価値のない底辺層を排除し、その後に中流を底辺層に置き換えようと

もう人間いらんねん 最後は救いがたい罪人だけにして
この地球を旧約聖書のような原罪を負う人間だけの世界にする

これはそのゲームの 途中 なんやで




31: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 11:58:21.66 ID:K3aOiBRV.net
量子コンピューターは、今のパソコンがやってる汎用的な使い方はできないじゃん
特定の問題に特化したテンプレート的な計算だけが異様に速いだけでさw
そのテンプレート的なやり方も世界中のごく少数の数学者でないと生み出せないのにw

だったら量子コンピューターでAIなんか到底無理だろw




36: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 12:33:19.02 ID:qvLLRSZW.net
>>31
googleがディープラーニングを世に送り出した直後は
AI分野にも君と同じこといっていた人がたくさんいた

それがだったの数年、今では小学生がpython使ってモデルを作る時代になった




33: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 12:04:25.52 ID:7neU/PIo.net
量子コンピュータで宇宙をシムし、地球を作り高速発展させる
発展した状態を観察して現実に応用する
ていう話を昔妄想してたw




61: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 19:53:20.68 ID:+d++ILzf.net
>>33
1970年代のスタートレックで西暦2400年からワープして過去に戻ってしまったmr.スポックが秋葉原みたいな電気街で部品集めて量子コンピュータ作ってた
何故か未来のナレッジまで蓄積してた




35: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 12:26:37.13 ID:eLApToKR.net
普通にもっと早そう




37: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 12:35:52.21 ID:K3aOiBRV.net
まぁ今のコンピュータは消費電力もケタ違いで、今のスパコン京で
2万5千世帯分の電力が必要、次世代スパコン京では原発一基並みの電力が必要と言われてる

スパコンも冷却などが相当電力食うわけだが、演算中は消費電力少ないってのが利点かね




39: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 12:40:49.64 ID:3fdEb8vE.net
レンポウに怒られるな




40: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 12:44:27.46 ID:+YTh6Ici.net
20bitなら今でも全探索で十分解けてしまう

30bit以上を制限なく解けるかがターニングポイント




43: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 14:01:42.80 ID:a3wNiyca.net
2035年には俺んちのノーパソも
量子コンピュータになるの?




44: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 14:09:18.91 ID:K3+S5tVI.net
職場や家庭のパソコンを量子化するならまずは常温超電導の実現が必要だよな




45: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 14:17:56.17 ID:Q1KIuuMF.net
量子コンピューターが実用化されたら暗号化が無意味になって、クレジットカードとか抜かれ放題になる。




46: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 14:26:53.12 ID:aW+JDgTf.net
量子って分からんと思うから簡単に言うと
通常のCPUが1回計算する時に2回できるのが量子(とにかくチートで単品で累乗倍早い)
2回計算する時に4回分計算できるのが量子
3回で9回・・・そんで100回計算できるときに10000回計算できるのが量子なのよ

だから1年かかったやつが数秒で終わるっていう夢のコンピューターになる




49: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 14:50:51.16 ID:5uUmt1vJ.net
>>46
量子コンピュータ出来ると何が出来るようになるの?
スパコンでも出来ないの?




50: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 15:43:11.91 ID:/S2QHIt+.net
>>49
ゲーム。
重いゲーム。




51: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 16:00:49.15 ID:i+lHcbJ8.net
2035年とか遠い未来の話だな




54: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 16:37:24.23 ID:KMukqx8K.net
量子コンピュータと相性がいいある特定の問題について
これがこたえかな?ちがう
これがこたえかな?ちがう
・・・
と順々にやっていくようなことが
答えはどれかな?と一発で答えにたどりつく

という話なので
いまコンピュータとかスマホでやってるようなこと
サーバと通信したり、画面にページ・映像・画像を表示したり
みたいなことを同時並行にやって、なんでもかんでも超高速化

というわけにはいかない




57: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 16:56:19.64 ID:qvLLRSZW.net
>>54
その考えはもう時代遅れ




56: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 16:53:15.82 ID:VyrTU/Xe.net
もう、なんか手に余る




58: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 16:56:49.48 ID:GwxLEoDd.net
まさか並列作業しか早くならないと思わなかった
てっきり周波数が5GHz程度の今のCPUが100GHzとか当たり前のように
動く事になるのかと思ってたぞ




60: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 18:48:55.05 ID:oYc4tX7p.net
>>58
今のスパコンは全て並列化処理でバケモノスペックを叩き出してるんですが




65: 名無しのスコールさん 2018/12/20(木) 23:13:06.84 ID:QDh5Z71V.net
実用化には10000ビットは必要だろ。
それ以下だと古典コンピーターの方がいい。

まあ100年後だな。今の技術の延長では無理。




67: 名無しのスコールさん 2018/12/21(金) 04:38:25.55 ID:xQpTBwZ2.net
おっそw




68: 名無しのスコールさん 2018/12/21(金) 05:44:05.27 ID:JugfJscW.net
量子コンピュータをシリコンで作るのに必要な要件って何だろね




72: 名無しのスコールさん 2018/12/21(金) 06:56:21.81 ID:BxMMAG0m.net
また出資詐欺の話か




75: 名無しのスコールさん 2018/12/21(金) 11:04:06.93 ID:JoNz+BpK.net
1万量子ビットあれば実用域だときいたけどね。




87: 名無しのスコールさん 2018/12/21(金) 17:56:18.80 ID:VJKnHaG5.net
実際どうなんか分からんけど、純粋な計算量で評価できるのいいな
CPUの進化が5年前には止まって、GPU演算が再評価される時代
ベンチマークは仮想通貨の採掘かな




1000: 以下、スコールちゃんねるがお送りします 2012/04/25(土) 00:00:00.00 ID:squall

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この記事へのコメント一覧

    • 1. 雨も滴る良い名無し
    • 2019年02月20日 05:45
    • ID:qNoPKQx70
    • 今のうちに無理だと言っておきなさい笑
      それをネットに書き残しておきなさい笑
    • 2. 雨も滴る良い名無し
    • 2019年02月20日 07:46
    • ID:7qZ4IlVS0
    • 最近のニュースでIBMが商用量子コンピューターのQなんちゃら発表してなかったっけ
      これ系の進歩あっという間だよね 人が使いこなすよう改変する方が手間かかるっていう
    • 3. 雨も滴る良い名無し
    • 2019年02月20日 08:40
    • ID:hFkoQR800
    • 量子コンピュータはどうせいずれ出来る。
      その時どうすれば生き残れるのか。
      それこそ色々な可能性が同時に存在する未来がある。今をどう生きればいいのか。

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