量子コンピータへのRVMXの取り組みと展望について


1.まえがき

 量子コンピュータとは一言で言うと量子力学的原理を用いた新しいコンピュータの概念です。
 量子力学的な重ね合わせを用いて並列性を実現するとされるコンピュータで、各国・各メーカ等が各種方式で開発を競っています。
 また、NTTやIBMが量子コンピータを利用したクラウドサービスを一般向けに公開しました。
 又、MicrosoftはVS.Netに組み込み形で、利用ソフトの開発ができる環境を提供(2017年内)の意向を示しています。
 RVMXは、その可能性を探る取り組みをしています。

2.方式

 方式は大きく分けて二つの方式となります。
 -1.量子デジタル式(量子ゲート方式)
   この方式は、汎用性があり現在のシステムよりの移行が簡単と思われます。
   しかし、セキュリティの解読等が容易になり、セキュリティ対策(パスワード)側も併せて開発が必要かと思われます。
   また、動作環境は極低温環境が必要。
   a.チューリングマシン型
    原理的には今までのコンピューターに近い方式で、用途としては最も期待される方式です。
    しかし、こちらの量子コンピューターは実用レベルには達していません。
    Microsoft提供の開発環境はこの方式では?と推測しています。
    検証の結果、サンプルは最適化問題用の機能でした。
    しかし、Microsoft.Quantum.Canonを調べると汎用機能があるみたいですので、まだ可能性はあります。
 -2.量子アナログ式(量子イジングマシン方式)
   現在、NTTやIBMが一般向けに公開したのは、こちらの方式です。
   但し、今までのコンピータのような汎用性はありません。特定の問題(最適化問題)解決には非常に高速で処理する有効な手段です。
   a.アニーリング(量子焼きなまし法)
    超伝導を使った方式の為、極低温環境が必要。
    カナダのD-WAVE社はこの方式で実現しています。
   b.レーザーネットワーク方式(量子ニューラルネットワーク)
    光ファイバー内を光のパルス信号が周回し、パルス同士が相互作用しながら高速で問題を解く方式で常温で動作可能。
    NTT(内閣府の革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)の一環で、国立情報学研究所などと共同開発)はこの方式で実現しています。
    但し、2018/3/23内閣府はこの方式に汎用回路が使われているため、速度は抑えられる、よって量子コンピューターとは呼ばないと発表

3.アプローチ(2018年)

  -1.量子コンピータの原理について
  -2.VS.Netに組み込まれた機能を利用した、利用ソフト開発の先行。
    Microsoft2017/12発表の資料より、言語はQ#で、開発用PCは64BitとCPUはAVX対応が必要。シュミレータ上で開発。
  -3.一般向けに公開しているクラウドで検証。

4.その他

  -1.量子コンピータに関する状況は日々変化しています。
  -2.量子コンピータの普及により、現状の暗号は高速計算により簡単に解読されるため、別途量子暗号化が必要とされている。
  -3.本情報は2017/12/31現在のものです。

(有)RVMX