1. シュウとショウの未知の理への道のり
  2. 量子アニーリング?~また乗っ..
2025-07-01 30:25

量子アニーリング?~また乗っ取られちゃう?

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量子コンピュータの性質の一つで、最適化問題が得意で?

量子アニーリングっていう手法もあるらしいけど、難しそうなので一旦置いておきます

でもシュウも頭がメッチャ動いててとても面白いと感じていて…


収録日:5月29日


#樋口塾

#シュウとショウの未知の理への道のり

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サマリー

このエピソードでは、量子アニーリングの概念とその最適化問題への応用について議論されています。リスナーは、量子コンピュータの特性やエネルギーの最小化に基づく解法の仕組みを学び、将来の技術進展に対する期待感を抱くことになります。また、量子アニーリング技術の効果や古典コンピュータとの制御・観測の違いについて深く掘り下げられています。特に、量子ビットの状態や相関関係に関する考察があり、計算や観測における物理現象の重要性が強調されています。

未知の理への道のり
シュウとショウの未知の理への道のりです。
シュウとショウの未知の理への道のりです。
この番組は、シュウとショウの未知の理への道のりです。
シュウとショウの未知の理への道のりです。
シュウとシュウの遺伝の道のりです。
シュウとシュウの遺伝の道のりです。
覚錱こたえのも、 one of the many ways to find knowledge,
シュウとシュウの遺伝の道のりです。
次回からの続き
そこの落とし穴にストンと落ちる性質があるみたいな
これはもうなんかその今までの物理的な話をちょっと全部置いといて
なんかそういったのがあるからそのそういう問題がかなり早くなるみたいな話をちょっと聞きかじったぐらいの話です
なるほど、ちゃんとはわからないですよね。
漁師兄リングとかって言ってたかな。
漁師兄リング?
兄リングとかってなんか言ってた気がするんですけど
そういう形式のコンピューターもなんかあると。
まあそこはあるらしいっていうところに今留めといた方が良さそうですね。
これちょっと本当に余談になっちゃったので。
全然全然全然、すごい勉強になってる今。
めちゃくちゃ脳みそ動いててめっちゃ楽しいですね。
ああ、そういうことです。
面白い。
面白いですよね。
チャットGPTさんに課金したらもっと会話的にそこが進められるかもしれないけど今のところ僕はしょうもさんとしかわからない。
質問に対してちゃんと答えてくれないんだよなやっぱり今の。
チャットGPTさんはもうすぐあのなんか無料だからもう今日はここまでみたいになっちゃうんですよね。
音声で通話で会話でやるともう2分ぐらいしか持たなかったんですよ。
そうなんですか?
はい、こっからアホになりますみたいな、ああそういうろこさん表現じゃないけどそれ言われちゃうともうなんか続ける気がしなくなっちゃって
実際にジェミニに聞いてみたらジェミニさんはもう最初からもう、うるせえ、こうなんだ、みたいな感じなんですよね。
それも言い過ぎなんですけど。
いろいろなんかタイプがありますね。
ありましたね。
まあそれもすぐ、これから加速度的に改善されていくんでしょうけど。
うーん、ですね。
それこそ加速度的、本当に加速度的になっていくんでしょうけど。
なんか今。
やっぱさっきその量子アニーリング。
アニーリング、はい。
言ってたのはなんかそういうやっぱこう最適化、組み合わせ最適化問題を解く。
組み合わせの最適化。
いろんなパターンがあるやつで一番いいものっていうのがこれっていうのがさっき言ったようにそういうの落とし穴みたいに言ったのが
エネルギーの最小化。
エネルギーが一番小さいところみたいなところにこう動く。落ち込むみたいな。
落ち着くっていうなんかそういうイメージはあるじゃないですか。
いろんなものが。
エネルギーが小さい方向へ。
だからその量子自体もやっぱそういう風な多分性質があって。
なんかこう具体的に計算をしていくっていうよりも
もうなんか全てのこの答えの可能性を持っているその重ね合わせたさっきの状態からこうスタートして。
で、そこから問題、解くべき問題に対して何かしらこう変化を加えていくと
エネルギーが最小になる状態に落ち着くというか落ち込んでいって
それがストントー定まったらそれが最適解になっている可能性が高いみたいな考え方?
エネルギーがなんかねストントー落ち込みがちっていうところは全然スッと理解できる気がするんですけど
それが最適解だっていうのはやっぱり。
確実に最適解かみたいなところは
確率論だったり、実際のそういう設計された用紙コンピューターがどういう具合にそれをやっていくのかっていうので
いろいろよるのかもしれないですけど、概念的にはなんかそんな感じですね。
ちょっとまだわかってないな。
なんかこう、僕が今思い浮かんでしまったことを言ってしまうと
なんかみんなああでもないこうでもないけんけんがくがくって話してた時に
もうなんか疲れちゃってもう今日は解散みたいになりがちみたいなそれが最適解みたいな話に聞こえちゃって
そうじゃないでしょうね。
フッてなる感じ。
あのそのわちゃわちゃみんながあ、これが俺の最適解だ、俺の最適解だみたいな
わちゃわちゃしてる状態にある中で
いやいやちょっとこれ例え悪いな。
なんか僕の話と同じ方向に行きそうな例えだったなと思って。
なんか全然なんか今日うまくしゃべれない。
いやいやいや。
えっとなんかこうバリバリバリバリこう理論的に計算をしていく。
理論的にというかこう一個一個パターンをこう全部計算して試していく。
結局そういうふうにこう一個一個どうだっていう結果を出して全部比較すればいい話じゃないですか。
だけど実際そこに対して一番いい解き方みたいなのは方程式として存在すればそれが一番いいですけど
通常のそういう複雑な問題っていうのは単純にそういう方程式みたいな形にならないと。
今のところはなんかしゃべってることはピンときてないですか。
なんとなくは分かりますけどなんとなんだろう。
体験として。
最適解を出す方程式があったとするとそういう方程式はそれを具体的に言ったほうがいいか。
あるんですよね。
例えば一番容量がいっぱい入る容器を底の面積と縦の高さをこれだけの制約で動かして一番容量が大きくなるように設計してくださいとか。
それって方程式できそうでしょ。
できそうですよね。
最適解の方程式みたいなのはそれを立てれば一発で解けるじゃないですか。
一個一個自分で緻密に計算してじゃあ今は下の直径が5センチで高さが10だから容量計算してこれ。
じゃあちょっと1ミリ大きくして1ミリ減らしてみたいなことを全部一個一個やらないじゃないですか。
方程式が分かれば方程式が一番早い。
だけど実際問題いろんな世の中の問題っていうのはめっちゃ複雑で方程式みたいなのが作れないと。
だから一個一個計算して全部試して盛り上げ出すと。
リサンカしてですね。
リサンカって言ったらちょっとすいません。
リサンカ分かんないですごめんなさい。
リサンカっていうのはさっき言ったみたいに1ミリずつ動かしてみてみたいな計算をパターン数が無限にあるので理論上は。
それをどれくらいかに区切って計算を全部回すみたいな話ですよね。
パソコンとかがやってるのはこういうことなんですよ。
計算を回して最適化みたいな形は。
で、なんで一個一個全パターン試すみたいなのになるのに対して。
未来の可能性
もともと答えであろう可能性を持ったうじゃうじゃ漁師を重ね合わせの状態で持っていくとするじゃないですか。
で、今最適化したい問題を物理現象に置き換えてでやった時にそれがエネルギー的に最小のところに落ち着いたらそこの問題でいうところの最適化がアナロジー的にそうなってる可能性が高いみたいなイメージの方がいいかもしれない。
いやーごめんなさい。
わかんなかったっす。
その方程式が出るっていう前提なんですかね。
エネルギーがゼロ、ん?出ない。
それはそう方程式はそれもわかんないです。
でもその重ね合わせでいっぱい階は持ってるじゃないですか、同時に。
同時にいろんな答えの可能性を持った状態で漁師があって、
それを具体的にどういう風に制御していくのかわかんないんですけど、
ある問題、ある最適化したい問題に即した形で物理的に制御していくと、結局そこの問題による制約条件を物理的に反映するようなイメージ。
いやーついていけてないですね。
いやーこれ難しいな、説明。
いやーでもしょうもさんの中ではそれが何か腑に落ちる形であるんですね、何かが。
あるんだろうなってことだけはわかるんですけど。
まあざっくりっすね、ざっくりです。
なんかその、エネルギーが最初に落ち着くように進むっていうのはわかりますよね。
なんかイメージがありますよね。
なんとなくですけどね。
性質としてそういうようなのがあるとすると、量子的にうじゃうじゃしてるようなものが最終的に落ちていくように制御を仕掛けるっていうところで、
そこのエネルギーが最小になるみたいなところが、結局問題の最適解に対応するような関係性を作り上げるみたいな。
ダメだこれは難しい。
すいません。
いやいや、しゅさんのせいになって。
やっぱり。
エネルギーが最小化する方向に向かうっていうところだけしか結局、やっぱりわかってないかも。
いやいや、もうなんかすいません、これは僕の、僕がなんかこうちょっと僕の感覚を伝えたいがためだけにも話してるので。
あー、いやいや。
そもそも僕も完全に理解できてるかどうか定かではなく、僕がこういう感覚で捉えてますっていうのを話そうとしてるだけだからですね。
あー、なるほど。
ちょっとまあ、とりあえずこの辺にしといた方がいい気がする。
そうですね、僕の理解の仕方ではちょっと今のところ理解できそうにない気がしてますね。
いやー、奥が深いな。それは当たり前ですけどね。世界の天才がいっぱい集まって、何十年か何百年かわかんないけどやってきてることですもんね。
まあ、いろいろAIもそうですけど、量子コンピューターもこんなに早く進むとは思ってなかったですね。
実用化とかも一部ですね、さっき言ったアニーリングって言ってた今の最適化のやつは意外とも早い段階で確か実用化が始まってたのかな。
なんかちょっとざっくりした最適化問題だったら解けるみたいな感じのスタンスであったような気がしますけど。
今後そのいろんな量子コンピューターがいろんなタイプがいろいろあるからですね。そういうので。
で、進んでいったらもう本当にすごいことになってくるんでしょうね。いろいろ。
現実世界をほぼシミュレートできるみたいな話も流れてた気がしますけど。
言ってましたね。いやーすごいな。
結局それに合わせたまた暗号化技術とかも多分出てくるんでしょうね。想像つきませんけど。
結局量子コンピューターが出てきたときに今の暗号化技術は使えなくなっちゃうんですよね。
やべーまた乗っ取られちゃいますね、僕ね。
ディスコードを。
その伏線ではなかったんですけど。
今その古典コンピューターじゃ理論上何百年ってかかるから実質無理みたいな理屈で成り立ってますもんね。
そうですよね。
ごめんなさいというか聞こえてないかな。マイクには僕が指をぶつけた音が入っちゃったかもしれないけど。
でもちょっとアニーリングでしたっけ、量子アニーリングでしたっけ、その話に入る前に、
僕がまだ今のところ、え?こういうこと?みたいに思っていることがいくつかあるんですけど、
そこはしょうまさんも詳しくわかんないというお答えかもしれないし、
それだったらこういう意味ってわかるかもしれないんで一旦ちょっと口にだけしておきたいなと思ったんですけど、
その重ね合わせのところで、ある一方向から観測した時に相関関係みたいにして他の4方向からの状態も同時にわかるっていうのが、
例えば5種類ってことはないんでしょうけど、もっと多いんだろうけど、
ある一方向から観測した時に他の4種類っていうのが観測できるっていうのを、
全てのパターンをデータベースとして持っておかないといけないのかなって。
でもそんなことはさすがにないんだろうな、もっといい方法をやってんだろうなって勝手に思って聞いてたんですけど、
データベースとして持つとしたらその両方量だけでとんでもない量になるなと思っちゃって。
うーん、その、どうなのか、データベースで5つってことはないからってことですか。
5つってことがないから、だろうからっていうことですね。
確かに。理論上、そこでおっしゃるように、そこが前提としてないと成り立たないような気がしたので、
そうなのかなとは思ってたんですけど、そうなんだろうな、その辺。
いやいや、万が一パッとわかればと思ったんですけど、今のところそこがもやもやしてるなっていうのを、
ただ口にだけ出しておこうかなと思ったっていうだけなんですけど。
そこ自体はあんまり突っ込んでは、今のところ調べてないですね。
そうですね、でも実質そこを一個一個そこの関係性を把握量が多ければ多いほど分解能が高いってことになるのかなと思ったので、
そこを頑張ってるのかなと思ってました。
あれー、でもなんか喋ってるうちにどんどんいろいろ浮かんできちゃうんですけど。
いいですよ、そのなんか。
量子アニーリングと古典コンピューターの比較
なんていうか、その、やっぱりその、漁師のことを考えるときに、
どうしてもシュレディンガーの猫的なことを最初に聞いちゃったからそれがポンポン浮かんじゃうんですけど、
僕一回固定してしまったらもう、要は蓋を開けてしまった時の猫の状態が分かってしまったらみたいな固定されるみたいなイメージを持ってるんですけど、
でも確かに古典コンピューターだと電気を通す通さないっていう、
こちらから働きかけてその状態を実現するっていうことで言うと、
さっき僕、制御じゃなくて観察だったら分かるって言っちゃいましたけど、
観察してるだけだったら何も制御できないですよね、確かに。
そうです。なので、こういう状態にはこう制御するっていう制御法がおそらく研究されて、
制御して、両方必要ですよね。電圧にしても制御と観測が必要なんで、
ちゃんとこれに制御できたかっていうのを検証する意味でも、どういう状態かっていうのを見る意味でも、
なんで途中、両Cコンピューターの方でも制御っていう言葉を入れたんですけど。
僕ね、古典コンピューターですらやっぱりぼやーっとしか理解してないから、
今話している途中で思った感覚としては、制御さえできればいいと思っちゃって、観測はあんまり考えてなかったですね。
観測してるんですかね、今の古典コンピューターも。
そうですね、たぶん、例えば制御っていうのは、例えば1000100とかそういう風にするみたいなのが制御じゃないですか。
計算自体は物理的に電気的に組み合わせた結果、どういう電圧になっているかっていうのを見たりすると思うんですよ。
僕もちょっとそこがはっきり言えないですけど、制御だけで言ったとすればですよ。
こういう値にします、次こういう値にしますってことは誰か別の脳が計算してるってことになりません。
制御だけだとすればですよ。1000にします。
で、その次にじゃあ001100にしますみたいな、何かにするっていうだけだったら計算を進めるっていうことを考えたときに、何かしらの物理現象を利用してないと誰か、神がいるわけじゃないですか。
何て言ったらいいのかな。
じゃあ1たす3っていう計算をしますっていうときにですね。
1たす3っていう計算、1たす2がいいかな。
何でもいいか。
じゃあ1は01です。
じゃあ01に制御します。
で、次はじゃあ12、2をたしたら3になりますって誰かが考えちゃってるじゃないですか。考えて答えがわかっててそれをじゃあ3にしますっていう制御する。
したら計算はどこでやってるのかっていう話になりません。
これは観測の話ですか?
観測の話です。制御だけでいいっておっしゃったんで、制御しかしないんであれば、じゃあ制御するっていう主体が計算するしかなくないですか。
多分ね、僕が言ってる観測と違う話をされてるのかなーって今のところ感じてるんですけど。
僕はその送られてくるデータ、最初に制御する何かが01っていう1っていう数字になるようなものを信号として送ったとしたときに、それは本当に1なのかっていうのは観測しようがないと思ったんですよ。
もうそれが送られてきた時点で、それは1として捉えるしかないって思ったんですね。
ちょっとなんか次元が違う気がするな。送られてきてるっていうところを認識してる時点で、それは観測ですね、僕が言ってるところ。
あーそういう意味でのか。流れの中で計算を続けていく中での制御と観測がそれぞれで行われていく。
はい、その観測っていう僕が言ってるのは、今ここの端子にどれだけ電圧がかかってるか、5なのか0なのか、いわゆる1なのか0なのかっていうのを見るっていうのが観測です。
すべての制御に対して検証するみたいなのが必要っていう風に捉えちゃったんだ。
あーそうじゃないですね。観測も両替。
ただその、見るってことです。
なるほどなるほど、そっかそっか。確かに。
何かしら働きかけをして、その入力できないと、何も計算みたいなことは進められない。
はいはいはい。
何か働きかけだけで、だったら、その多分働きかけてる主体が計算してることになるから。
うんうんうん、そうっすね。はいはい、確かに。ごめんなさい。
で、ということですね。
わかりましたわかりました。
そういう意味でですね、で観測っていって、でそういう意味で両親の方でも制御がいってどういう状態にするっていうのと、
あとはその結果としてどうなったかみたいなところの観測がいる。
その時に1つ観測したら複数わかるみたいな、そんな話なのかなという理解をしているんですが、
うーん、なってるのかな?
あとは、またその無理矢理なことを浮かんじゃってることで言うと、
両親ビットの状態がもう、実際に本当にその重ね合わせの状態になるんでしょうけど、角度によってパーセンテージが変わって見えるっていう状態をデータベースとしてとっておくんであれば、
もうその一方向から見た時の状態に対しての相関関係を人が勝手に作っておいてデータベース化しとけばそれでも成り立っちゃうなって思っちゃったんですよ。
あ、そこがやっぱりその両親の、人が勝手に相関関係というか、その両親ビットに対してこういう働きかけしたらこうなるっていうのが受動的なものだと思うんですよ。受動的というか。
実際には。
そこをこう。
うん。
うん?
いやでもその、ごめんなさいね。僕が勝手に乱暴に思っちゃっているのは、そこが重ね合わせがかなり多くの、っていうかもう、それも無限なのかなって思っちゃったんですけど、無限の相関関係みたいなのが観測できるんだとしたら、
それを勝手に、ある方向から見たときに、前から見たときに、これは例えば何も出ないな。何も出ないか。ある情報だとしたときに、他の方向から見たみたいなことを勝手に相関関係のある複数の情報を最初から、
人が想定するだけでも同じ結果が得られてしまうんじゃないかと思っちゃったっていう話なんですよね。
えっと、そういうことをやってると思ってます。え、どういうことなの?
えっと、量子ビットには本当に、他の角度から見たときに、前からこういう制御をしたときに、0、70%、1、30%ってしたときに、他の角度から見たときに、
そのパーセンテージが違う情報が複数現れる、観測できるっていうことを、本当に量子ビットがそうなることを利用している。
けど、それは、そういう複数の情報を持つっていう意味だけで言うと、本当に量子ビットがその状態になるかどうかは、もう無視して、人が勝手に複数の情報をデータベース化しておけば、それだけでその情報としての。
それからさっきの話と一緒で、古典コンピューターで言ったら、多分これ僕の理解でいくと、いわゆる計算がどう進むかみたいなところは、ビットで言ったら、ビットの足し算って重ねますよね。
情報のデータベース化
たとえば、さっきで言うと、この1たす2だったら、10と01を論理はとるっていう、論理はっていうのは、わかりますかね。2進数で10と01を足して11になるじゃないですか。
普通に、どっちかが1だったら1になるみたいな。
ああ、でしたかね。勉強はしたんですけどね。忘れちゃってますけど、そんな気がしますぐらいな。
さっきの2の0乗、2の1乗みたいな、そのビットでそういう2の何乗っていうのが決まってて、
ちょっとそこの話は置いとくにして、実際の演算、足し算とかそういう演算自体を物理現象に置き換えてるんですよ。
物理現象に置き換えている。
うん。
物じゃないと、その。
次回へ続く。
30:25

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