SBC#32 [人工知能は量子によって更に輝く？] - 量子コンピュータが人工知能を加速する

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課題図書

今回は2017年4月22日に開催されたSendee Book Club #32の図書の中から量子コンピュータが人工知能を加速するをご紹介致します。

量子コンピュータが人工知能を加速する

作者: 西森秀稔,大関真之
出版社/メーカー: 日経BP社
発売日: 2016/12/09
メディア: 単行本
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D-Wave

この量子コンピュータ製造企業の出現は、世界を驚愕させました。

実現はまだ難しいと思われていた量子コンピュータを商用化しただけでなく、なんと従来のコンピュータに対し1億倍の性能を出すことに成功したと言うのです。

また、それは人工知能の性能も大きく加速させると。

なぜこのような革新が起きたのでしょうか？

そしてそれは、どうやって人工知能の性能を上げるのでしょうか？

要旨を見ていきましょう。

要旨

量子コンピュータとは、量子ビットを用いて計算する装置である。量子ビットとは、0と1が重ね合った状態で保てるビットのことである。従来のコンピュータがビット数に応じて、計算量がリニアに増えるのに対し、量子コンピュータは、量子ビット数に応じて、計算量が指数関数的に増える。そのため量子コンピュータは、従来のコンピュータを遥かに凌ぐ性能を発揮できる。
量子コンピュータの実装方法は2つある。1つが量子ゲート方式、もう1つが量子アニーリング方式だ。これまでは主に量子ゲート方式で開発が進められていた。しかしこれは、コヒーレンス時間が長時間続かないため、実用化には程遠かった。
この状況に風穴を開けたのが、量子アニーリング方式を用いたコンピュータの出現だ。カナダのD-Wave社は量子アニーリング方式を用いた量子コンピュータを開発した。このコンピュータは組合せ最適化に特化しており、従来のコンピュータより1億倍高速に解けると言われている
組合せ最適化とは、用意された要素を最適な順序に並べる問題だ。例えば、セールスマンが、複数の配達地をどう回るのが一番効率的かを考える、巡回セールスマン問題がそれにあたる。
この組合せ最適化は、機械学習の１つであるクラスタリングでも利用されている。量子コンピュータはこの性能向上にも大きく貢献できる。また、ディープラーニングで必要となるサンプリングの性能向上にも、量子コンピュータは有効的である。