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鈴の音情報局blog

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世界を変える、量子コンピュータ

量子コンピュータというものを聞いたことが有るでしょうか?
私は言葉は聞いたことは有りますが、その中身は全く知りませんでした。
しかしこれらの記事を読むと、従来のノイマン型のコンピュータが基本的には不得意とする
「組み合わせ最適化問題」というものが一瞬で解けるようになるというとんでもない事が分かる。
携帯とは少しかけ離れますが、今後携帯の世界も含めて次元の変わることが起こり得ますので
基礎知識として触れてみます。
[量子コンピュータ1]突然商用化した夢のマシン ~ IT Pro
実現は遠い未来のことだと考えられていた「量子コンピュータ」。それが突然、従来とは異なる方式で実現した。カナダD-Wave Systemsが開発し、米グーグルや米航空宇宙局(NASA)が導入した量子コンピュータ「D-Wave」だ。
D-Waveが期待通りの性能を出すことができれば、現在のビッグデータ活用が子供の遊びに思えてくるほどの、計り知れないビジネス上のインパクトがもたらされる。そんなD-Waveに、日本の研究や技術が大きく寄与していたことを知っているだろうか。
それだけではない。現在、日本の国立情報学研究所(NII)が、D-Waveのさらに上を行く日本独自の量子コンピュータの開発を進めている。
次なるIT革命の中心地は、実は日本だ。知られざる量子コンピュータの真の姿に迫る。

[量子コンピュータ4]D-Waveの課題と期待 ~ IT Pro
その頃には、D-Waveマシンの性能を上回る別方式の量子コンピュータが、日本から登場している可能性もある。
国立情報学研究所(NII)の山本教授のチームが開発を進めているレーザーネットワーク方式の量子コンピュータだ。
山本教授の研究チームは2013年夏、スピンを4個備えた3次元イジングモデルを作成し、それが理論通りに動作することを確認した。今後は「光結合回路」によってスピンの数を増やしていく。1年内に100個、4年内をメドに5000個にまで増やすとする。
もし5000スピンの3次元イジングモデルが実現した場合、2の5000乗のスピン配列の中から、エネルギーが最小となる配列を一瞬で見つけ出せることを意味する。

「組み合わせ最適化問題」という話を書きましたが、これは記事中ではセールスマンが複数の
都市を最適に訪問する為のルートを割り出すという問題で例えています。
3つや4つ程度の都市なら人の頭でもすぐに割り出せますが、それが都市数がどんどん増えると、
スーパーコンピュータの京でも解けないような超難問になってしまうという話です。
それがノイマン型コンピュータの限界。

それが量子コンピュータだと一瞬で解けてしまうというのですから恐ろしい話です。

ここではNASAとGoogleが、世界初の商用量子コンピュータのD-Wave Systemsを購入して
研究をしているという事が出ています。これはGoogleからすると商売の生命線にもなる
ビッグデータの解析にD-Waveを用いる為という事です。ビッグデータが示す傾向など、
色んな文字データや画像などのデータから最適な検索結果や広告を選ぶ作業に、
量子コンピュータが向いているという事が大きな理由でしょう。

それを考えると明るい未来が見えてきます。
あくまでGoogleにとっての明るい未来ですけど。
でもより精度の高い検索結果や広告が得られ、ユーザーにもメリットは確かにあると思います。
Googleが積極的にイノベーションを起こしている企業とされている理由の一つでもあるでしょう。
それはとてもいい事だと思います。


しかし私は恐ろしさも感じ取っています。
もし5000スピンの3次元イジングモデルが実現した場合、2の5000乗のスピン配列の中から、エネルギーが最小となる配列を一瞬で見つけ出せることを意味する。

「組み合わせ最適化問題」で、社会に最もインパクトのあるものと言えば、パスワードの安全性。
今までのパスワードの安全性の常識が、量子コンピュータであっという間にひっくりかえってしまう
ような気がしています。気のせいでしょうか?

しかし組み合わせの最適化と言えば私が真っ先に思い浮かぶのはパスワードです。
これは私の思い違いで、暗号化の解読には余り効果の無いもので、量子コンピュータはあくまでも
平文の組み合わせの検索にしか効果の無いものならいいのですが、そうでないなら量子コンピュータ
がパスワードの安全性という観点で社会に与えるインパクトは甚大なものになるように思います。
現在最強とされる256bitのAESが今までの予想とは桁違いの時間で解読されるようになったら
ちょっととんでもないことになるでしょう。

今の所、量子コンピュータが普通では手に入らないものなので問題は無いですけどね。
でも一旦軌道に乗ったらあっという間に性能が向上し、価格も下がると思うので。

薬にも毒にもなりそうな量子コンピュータですが、これがスマホに乗るような所まで小型化される
事が有ればどんなことが起こるでしょう?とりあえず指紋認証や虹彩認証などが超高速化し、
何よりも制度が飛躍的に上がると思います。

パスワードというセキュリティーがダメになる反面、生体認証が異常に強固になりそうな予感です。
そういう意味で、社会を作り変える可能性は有りますね。

ICカードの安全性はどうなるのでしょう?
この辺りは今一つ分からないですが、少なくとも安全性が上がる方向には向かないと思います。

組み合わせの最適化が得意だと、ロック画面のパターン認証なんかもあっという間に解いて
しまいそうです。セキュリティーという方向だと、なんか±でいうとマイナスの方が多いような
気がしなくもないですが、まだ私の気づかない使い方が生まれて来るでしょう、これから。



ちょっと気になった事なので、話題として触れてみました。
Googleがいい方向で生かしてくれることを期待しています。
関連記事
  1. 2014/05/24(土) 22:54:20|
  2. 携帯
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:2
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コメント

ノエインをご存知であれば量子コンピュータというフレーズを聞いたことがあると思います。
この「世界」そのものが「重ね合わせでありながら、認識によって確定されたもの」であり、「認識されずに確定されていない世界が存在する可能性が無限にある」という難解な考え方。
量子的多宇宙解釈と呼んでいます。
たとえばAさんが今日出かけなかった世界と、Aさんが今日出かけた世界は別々に存在し、認識したほうの世界が確定され、認識されなかったほうは「存在する可能性がある、重ね合わせの状態で存在が確定されていない」まま無限の分岐、可能性として、確定されなかった世界も延々と分岐を繰り返す。
この考え方は、タイムマシンで過去に行って過去を改変しても、改変された瞬間に世界(時空)が枝分かれして、自分が今いる世界(時空)とは別の世界が存在する可能性が増えるだけ。

これは天動説主流時代の地動説と同じく、ただ証明する手立てが無いために信じてもらえない考え方なのかもしれません。
ちょうどダークマター(暗黒物質)は「現代技術では観測手段が無い(乏しい)」だけで、それでも存在はするものと同じでしょう。

量子コンピュータも考え方は同じで、無限に分岐する計算結果(過程)の重ね合わせ状態を再現して保持、最適なものを認識して計算結果として確定させる。
もしかすると、量子コンピュータによって量子的多宇宙世界が判明するかもしれませんね。
  1. URL |
  2. 2014/05/25(日) 06:44:04 |
  3. 南 #22s72cIM
  4. [ 編集]

通常のコンピュータの記憶装置が1bitあたり0か1のどちらかしか記憶できないのに対して、
量子コンピュータの1量子bitでは0と1の両方を記憶できるんですよね (量子重ね合わせによる)。
なので、量子もつれ状態の8量子bitだと0~255の値を同時に記憶している事になっちゃう。
これを計算ロジックを通すとノイマン型コンピュータでは256回計算しなければならいのが1回で済んでしまうと。
しかし、観測問題があるので、計算結果を観測してしまうと重ね合わせの状態が壊れちゃうので、
折角256回分の計算を1回で済ませても得られる答えは1回分。
まぁ、ノイマン型の様な使い方は出来ないけれども、この様な組み合わせ問題にはめっぽう強いですね。
難点はこの量子もつれの状態を維持するのが結構大変。極低温に冷やさなければならなかったりと。
しかし、近年の研究では生体内では結構量子現象を利用しなければ実現不可能な現象があるとの事なので、
いつかは技術的な問題が解決する日が来るかも知れませんね。
# もちろん生体内は高温多湿で外的ノイズも多い、量子現象を起こすのには最悪の状態ですから。
因みに、植物の光合成が非常に高効率なのは量子コンピューティングの結果だという研究結果がありましたね。
  1. URL |
  2. 2014/05/25(日) 09:45:46 |
  3. 生ぴーまん #bnistvpo
  4. [ 編集]

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