【科学】常温で動作可能、日立、量子コンピュータに匹敵の新型コンピュータ試作

NO BUDGET 2015年02月24日 18時29分

　日立製作所は2月23日、約1兆の500乗通りもの膨大なパターンから瞬時に“実用解”を導くという新型半導体コンピュータを試作したと発表した。
この新型コンピュータは室温で動作でき、膨大なパターンから適した解を導く「組み合わせ最適化問題」を量子コンピュータに匹敵する性能で瞬時に解くとしている。

　組み合わせ最適化問題では、量子力学を応用した量子コンピュータを使う計算手法が注目されている。
量子コンピュータでは、一般的に使われる、情報を0と1のデジタルに置き換えるコンピュータと異なり、0と1の値を任意の割合で重ね合わせた状態を利用して並列に計算する。

　1量子ビットには波のように0と1の値が任意の割合で共存できる並列性を持つため、n個の量子ビットで計算すれば、1回の処理で2nの組み合わせ（入力）に対して同時に計算できることになり、一度で解を求めることができる。

　ここでは、問題を数学的処理で磁性体の振る舞いという物理現象を数学的に表現する“イジングモデル”に変換して問題を解く。
イジングモデルは2つの配位状態をとる格子点から構成され、最隣接の格子点のみの相互作用を考慮する格子模型で強磁性体のモデル。





　現在提案されている量子コンピュータは、量子ゆらぎの多い状態から徐々にゆらぎをなくしていきエネルギー極小の状態となる最適解を求める「量子アニーリング」という計算手法を使っており、極低温にまで冷却する装置や超伝導素子などが必要となるため、大規模化が困難という課題がある。

　日立は今回、半導体回路上でイジングモデルを擬似的に再現し、問題の高速処理を可能とする新型コンピュータを開発。イジングモデルでの計算処理では、部分計算するだけで全体最適に近い解である、実際のシステムで使うのに適した実用解が出せるため、処理速度を高めるとともに電力消費量を低減させられるという。

　半導体を並列化することで、超並列計算を可能とし、処理速度を高めることができる。新型コンピュータでは汎用の半導体を使用するため、室温での動作が可能としている。

　今回開発した技術では、磁性体の振る舞いを最適化問題を解くための物理現象として利用。具体的には、解くべき最適化問題を＋1と－1の2つの状態を取る強磁性体スピンが隣接するスピン間で相互作用する振る舞いを示すイジングモデルで表現し、半導体メモリ技術で実装した。

　半導体回路技術を使うことで室温動作が可能で、半導体の微細化による大規模化が容易になると説明。半導体チップを多数並べることで問題規模に応じたシステムの大規模化が可能という。

　量子アニーリングで解を求めていたイジングモデルの振る舞いを、半導体CMOS回路上で擬似的に再現する「CMOSアニーリング」技術を開発。
半導体回路を用いると決まった動作しかしないため、特定の最適解とは異なる準安定状態での解である“局所解”に固定されるという問題があった。

　だが、このCMOSアニーリング技術では外部から特殊な回路を経て入力されるノイズを利用し、特定の局所解への固定を防ぐことで、より良い解を求めるアニーリング動作を半導体回路上で実施できるようになったと解説する。

(記事の続きや関連情報はリンク先で)
引用元：zdnet http://japan.zdnet.com/article/35060793/

そいつで実況してぇ

くそおーー先を越されたぁー！！
俺の研究室でも完成間近だったのにぃーー

これって実は凄いことなんじゃ・・・・

1兆の500乗・・・・
・・・
ちょっと栗まんじゅうかってくる

日立が家庭用PCから撤退して結構経つけど、思い起こせばいいパソコン出してたよなぁ、懐かしいな。
今でも頑張ってたんだな。
さすがだ日立。
今度買うエアコンはまた日立にするよ。

なら俺を今すぐ大金持ちにする解を出せ

隕石落下で世界の人間がすべて死滅したあと
おまえだけが生き残ってしまい
世界のすべてが
おまえのものになって
大金持ちという答えが出ました

将棋させると強そうだな

よくわからんけど、魚がいっぱいいる所を教えてくれるコンピュータってことか？

漁師コンピューターなら何とか作れそうだな！

世の中の暗号は死亡するんかな

これでマジで日本は
世界に勝てると思うんだけど。

何しろすべての
デジタル暗号が無力化されたんだぜ

金融システムとかひっくり返せるんだぜ
核兵器以上の脅威だろ

そろそろ日本独自ＯＳの方もたのんますわ

1024ビットとか2048ビットくらいの
素因数分解なら答えが一つだから
一瞬に解けるだろう

ついに量子コンピュータが実用化に近づいて胸熱

これは

特定の問題用に設計上された回路なので
速いの当たり前

量子コンピューター同士の暗号対決。絶対に解けない暗号対絶対に解けるコンピューター。

常温で動作可能←こんな説明いるの？

これ大したこと全くないな
量子コンピュータとか大風呂敷広げすぎ
ただのアニーリングな上にノイズからランダムを拾うとか
外部環境に計算結果が左右されるこけおどし

実際の例えでは

缶ジュースは、丸形状が最も丈夫
という常識を覆したのが、三浦折り

氷結のダイヤカット缶

量子コンピュータなら
一瞬で最も丈夫な折り目を作れる

難しい話されてもわからんから
具体的にどれくらいの計算能力が教えてくれ
現在の最強スパコンと比べてどうなのよ？

ついに将棋や囲碁も神の手を突き止められるのか

恥を忍んで言う
1兆の500乗の時点で理解を越えた

よくわかんないけどとにかくすごい