「D-Wave」を含む日記 
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2024-11-08
■[メディア][科学]量子コンピュータについて彼らがあなたに語らない事
「漫画家イエナガの複雑社会を超定義」の「量子コンピューター」の回がこの後1:20からNHK総合で再放送するようなので、本放送を見たときの自分の感想を改めてここにまとめる。
一般のメディアにおける「量子コンピューター」の取り上げ方はいつも、専門知識を持っている人間から見たらとんでもない誇張と飛躍で充ちている。もはやSTAP細胞詐欺か何かに近い危険性を感じるので、こういう話に接する時の注意点、「ここを省略していることに気づくべき」要点を解説する。
メディアにおける「量子コンピューター」の説明は、大体いつもストーリーが似通っている。
- 量子ビットは重ね合わせの並列計算が出来る
- 量子チューリングマシンには素数暗号を高速に解けてしまうアルゴリズムが存在する
- Googleなどが量子コンピュータを開発した（と称している）
- 量子コンピュータは我々の未来を一変させるかも知れない
件の軽い調子の番組だけでなく、ニュートンだろうと日経サイエンスだろうと、まあおおよそ複素関数論の「ふ」の字も紙面に出したら読者がついてこれなくなる程度のメディアではほとんど同じ構成である。
これはこの20年ほど変わらない一種のパターンになっているが、実はこのそれなりに繋がっているように見える一行一行の行間すべてに論理的な問題を孕んでいる。
この行間に実は存在する論理の省略、あるいは嘘と言っても良い誤摩化しをひとつひとつ指摘していこうと思う。
行間１→２：量子コンピュータは「並列計算が出来る」わけではない
量子ビットには重ね合わせの状態が保持できる。これに対して計算処理をすれば、重ね合わせたすべての状態に並列に計算を実行できる。ように見える。
しかし、これも一般的に聞いたことがあるはずなので思い出して欲しいが、「量子力学の重ね合わせの状態は、『観測』により収束する」。
つまりどういうことか？ 量子ビットに対する処理が並列に実行出来たとしても、量子コンピュータの出力はそれをすべて利用できるわけではない。
量子コンピュータの出力とは、量子ビットに対する並列処理の結果の、確率的な観測に過ぎない。
なので、手法的な話をすれば、量子アルゴリズムとはこの「確率（確率振幅という量子状態のパラメータ）」を操作して、望む入力に対する結果が観測されやすくする、というちょっとひとひねりした考え方のものになる。
単に並列処理ができるから凄いんだという説明は、増田自身一般向けの説明に何度も繰り返したことがあるが、まあ基本的には素人相手の誤摩化しである。
ここさえ踏まえれば、知識がなくともある程度論理的にものを考えられる人には、量子コンピュータに対する色々な期待も「そう簡単な話ではない」となんとなく感じられると思う。
行間２→３：暗号解読のできる量子チューリングマシンは開発されていない
量子コンピュータのキラーアプリとされている暗号解読は「ショアのアルゴリズム」という非常に巧妙な計算を通して得られる。
上で説明したように、量子コンピュータは単に「並列計算だから」なんでも高速な処理ができる訳ではない。暗号解読については、この「ショアのアルゴリズム」という自明でない計算手法（高速フーリエ変換の応用）が見つかってしまったからこそ問題になっているのであって、このアルゴリズムの実行が出来なければ暗号解読ができるとは言えない。
さてここからは量子力学というより計算機科学の話になるが、あるチューリングマシン上のアルゴリズムが別の計算モデルで実行可能かどうかは、その計算モデルがチューリング完全であるかどうかによるというのはプログラマには常識である。
これは量子コンピュータにおいても変わらない。量子コンピュータの一般に知られる多くのアルゴリズムはドイチュの量子チューリングマシンを前提に作られており、チューリング完全でないアーキテクチャでは実行できない。できるはずがない。ショアのアルゴリズムも当然そうだ。
しかしながら、この20年弱、D-Wave社が最初の「自称・量子コンピュータ」を開発したと発表して以来、さまざまな企業が「開発に成功した」と発表した「量子コンピューター」の中で、このチューリング完全なものは何一つ存在しない。
これらでは、今後どれだけ「性能」が伸びようとも、暗号解読の役には立たないのである。
行間３→４：量子コンピュータの可能性は、あるとしても非常に限られたものである
以上の議論から総合すればわかると思うが、量子コンピュータで世界が一変するなんてヴィジョンははっきり言ってSF以下のファンタジーというレベルでしかない。
第一に、量子コンピュータの利用できるドメインは非常に限られたものであるし、第二に、その中の最も宣伝されているものである暗号解読の可能な量子チューリングマシンの開発の目処などまったく立っていない。どころか、業界のほとんど誰も挑戦することすら本気では考えていない。
現状の「自称・量子コンピュータ」（量子情報システム、とでも言おうか）にも利用の可能性はある。何より量子状態そのものが作れるので、物理学や化学領域の量子システムをシミュレーションするのに適しているのは言うまでもないだろう。しかし、まあ、現状あり得る比較的現実味のある用途というのは、それくらいではないか。
このように、メディアが量子コンピュータについて語るとき、そこには非常に多くの誤摩化しや飛躍が含まれる。これは結構業界の根幹に関わる問題なのではと思うが、時間が来たので総括は後述にでもすることにする。
何か質問があればどうぞ。
2024-10-20
■量子コンピュータについて教えて！
わかった、ほんなら「量子コンピュータ」について話すで！
量子コンピュータは、古典的なコンピュータとは全く違う原理で動くんや。
基本的な単位は「キュービット」で、これが通常のビット（0か1）とは異なり、0と1の重ね合わせ状態を持つことができるんや。つまり、量子コンピュータは同時に複数の計算を行えるポテンシャルを持っとるんや。
そのおかげで処理速度が速くなったり大規模なデータ分析が可能になるんや。
以下にもう少し詳しく解説していくやで。
1. 重ね合わせとエンタングルメント
重ね合わせとは、キュービットが0と1の状態を同時に持つことや。
一方、エンタングルメントは、複数のキュービットが互いに強い相関を持ち、一つのキュービットの状態が変わると、他のキュービットの状態も即座に変わることを指すんや。
この現象が量子コンピュータの強力さを引き出すんやけど、理解するのが難しいところや。
2. 量子アルゴリズム
たとえば、ショアのアルゴリズムというのは、整数の素因数分解を効率的に行えるんや。
これが実用化されると、現在の暗号技術が崩れる可能性があるから、セキュリティの面でも大きな影響があるで。
3. 量子誤り訂正
量子コンピュータは非常に繊細で、外部の環境からのノイズによってエラーが発生しやすいんや。
これを克服するために、量子誤り訂正という手法が開発されとる。
これは、冗長なキュービットを使ってエラーを訂正する方法やけど、従来のコンピュータに比べて非常に複雑や。
4. 実用化の課題
今のところ、量子コンピュータはまだ実用化の段階には達してへんけど、いくつかの企業（例：IBM、Google、D-Waveなど）が開発を進めてるで。
2020-09-14
■anond:20200914193908
なんとか解釈するに、twerkがフェミニズムムーブメントだという人がいるが、フェミニストとして知られるビヨンセがtwerkしてることに対して批判して、「twerkはフェミニズムじゃない！」と怒ってる人がいるってことかな。
うん。で？
その人が正当だという根拠はどこにあるの？ビヨンセが間違っているという根拠はどこにあるの？
現実は違うけど
For Lennox to say, as if she were the definitive expert, that sexual performance is not feminism shows how far removed she is from current third-wave feminist theory, because the jury is still out on that one. Twerking, along with all sexual performances, can be both empowering and exploitive and are widely acknowledged as not mutually exclusive. In fact, the ways in which women present their sexuality and take it back from the male gaze is a popular topic with young feminists.
The real kicker is that in the past, Lennox herself has often displayed her sexuality in public, posing for photos in nothing but boots and a floppy hat, all while sporting a short cropped haircut to distance herself from her femininity. So why is this sexual performance empowering when Lennox does it, or when say, Madonna or Iggy Azalea do it, but not when Beyoncé, Rihanna, or Nicki Minaj do it?
https://thehumanist.com/arts_entertainment/culture/what-does-twerking-have-to-do-with-feminism
2020-01-02
■一生モノが存在できない時代になりつつある
日々生きてると実感しづらいかもしれませんが、現代社会は日々向上しています。
とくに科学技術やテクノロジーはレイ・カーツワイルが指数関数的に伸びてるとか言ってますが、それを信じるしんじないにしろ今の所確実に成長を続けています。
なにか買っても数年後にはテクノロジーの向上で、価格が大幅に下落したり飛躍的に向上した製品が出現するので、現段階の商品はサービスを無理して買う必要はありません。
確かに今までもテクノロジーの変化のせいで過去の遺産がだめになることがありました。レコードからCDへ変わったりVHSからDVDへ変わったり。その変化にかかる期間が狭まってます。
- 1830年 電信
- 1880年 電話
- 1887年 レコード
- 1900年 無線電信
- 1910年 無線電話
- 1913年 ハーバーボッシュ法
- 1925年 ラジオ放送(日本)
- 1940年 電子コンピューター出現
- 1953年 TV(日本)
- 1960年 カラーTV(日本)
- 1968年 ポケベル
- 1970年 固定電話普及
家庭に電子機器が入ってくる
- 1982年 ファミコン、TCP/IP標準化、CD
- 1987年 携帯電話サービス開始
- 1989年 GB、衛星によるCS放送開始
- 1990年 携帯電話普及
- 1993年 2G、ジュラシックパークで精巧なCG多用
- 1994年 PS、SS
- 1995年 Windows95、PC、インターネットの普及、DVD
- 1997年 ディープブルー人間に勝つ、FF7発売
- 1998年 Google検索
- 1999年 2ch、カメラ内蔵携帯、bluetooth
- 2000年 PS2
- 2001年 iPod
- 2002年 ADSL普及、BD、Winny公開、ルンバ
- 2005年 Googleマップ、youtube(動画ストリーミング)
- 2006年 iPS細胞、3G普及
- 2007年 iPhone、fitbit活動量計、初音ミク発売、Kindle、セカンドライフがなにかしそうで何もしない
- 2008年 テスラ ロードスター発売、Dropboxベータ開始、Spotifyサービス開始
- 2009年 Bitcoin 実装
- 2011年 amazonプライム・ビデオ、iPhoneにSiri搭載、D-Wave 量子コンピューター開発を主張
- 2012年 Googleのネコ、crispr cas 9、スパコン京
無線通信で動画コンテンツをストリーミング消費、発信するようになる
- 2013年 LTE普及、メルカリ
- 2014年 LINE
- 2015年 AlphaGo 人間に勝つ
- 2016年 Oculus Rift 一般販売、Amazon echo、ポケモンGo
- 2017年 Bitcoin 200万の高値つけてバブル崩壊
- 2018年 PayPay
社会の動きも目まぐるしく、当たり前だと思われていた年賀状を書く文化ももうありません。携帯にストラップをジャラジャラつけていたのさえほんの10年前だし、物理鍵や財布など、今まさになくなろうとしているものもたくさんあります。
自動運転が出来るっていうのに免許を取るだとか、電気自動車が主流になるかもしれないのにガソリン車を買うだとか、新しい断熱材や最新の施工技術が出てくるかもしれないのに家を建てるだとか、日毎変化しているなかでものを所有するリスクが日々高まっている。
2017-11-22
■素人だけど量子コンピューターに感銘を受けたのでちょっと語らせて。
例えば碁盤の目の上に電子をずらっと並べて、スピンはどっちを向きますか？みたいな研究。
スピンがよくわからないなら小さな磁石を考えてもいいよ。隣り合う磁石と反発しあって向きを変える様子を想像してみて。
高温ではみんなバラバラの方向を向いていたのに、ある温度になったらみんな向きをクルッと揃える。これが相転移。
どんな方向を向くのかな？相転移の温度はいくつかな？みたいなのを調べるのに物理学者たちはイジング模型を計算していたわけ。
たとえば、巡回セールスマン問題。これは「佐川急便の配達トラックはどのルートを通るのが最短か？」みたいな問題ね。こういうの最適化問題と呼ぶんだけど。
並んだ電子のスピンの向きを計算することで佐川の配達ルートがわかっちゃうのよ。すごいね。でも、スパコン使って時間と電力とたくさん消費するの。大変。アルゴリズムめっちゃ研究されているけど大変。
何も計算しなくてもさ、実際に電子をずらっと並べてスピンがどっち向くか観測したらいいんじゃない？
これが量子コンピューター。
現実的にはそんなことできないので、実際に並んでいるのはちいさな回路（超電導閉回路）。
回路を電流が「左に回る」か「右に回る」かが、スピンが「上を向く」か「下を向く」かに対応しているの。（D-waveとかね）
この発想すごいよね。
もっと身近な話で例えてみる？
放物線状に飛んだよね？
実はね、量子力学によるとボールはあらゆる軌道で飛ぶ可能性があるのよ。
で、それらの可能性を全部重ね合せると打ち消しあって（経路積分）、
エネルギー（正確には作用）の最も低い軌道だけを残して消えるように見えるの。
ここでさ、
単にボールを投げたのが、エネルギーについて最適化問題を解いたとも言えるわけ。
こんな感じの発想。すごいよね。
計算をするのに物理現象に手を入れる（イジング模型の結合定数をいじったり外場いれたり）という発想がね、
ちょっと思いつかないな、考えた人すごいなって感銘を受けたんだよ。
誰かと共有したかったんだ。
読んでくれてありがとう。