理系にゅーす

理系に関する情報を発信! 理系とあるものの文系理系関係なく気になったものを紹介します!

量子コンピュータ

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: ケンシロウとユリア百式φ ★ 2013/07/02(火) 02:24:45.02 ID:???

カナダのD-Wave社が開発、販売した「量子コンピュータ」が本物である可能性が極めて高くなった。

28日、米国の研究者グループがNature Communicationsに発表した論文の中で、「量子効果を確認した」と主張しており、この論文内容が認められれば、今世紀初め以来利用されてきたコンピュータの原理と本質的に異なる量子コンピュータが現実に商業的に販売されていることになり、これまでよりもはるかに高速に特定の問題を解くことが可能になる。

D-Wave社は2011年に同社初の量子コンピュータ「D-Wave One」を発表し、米国最大の防衛産業企業ロッキードマーチン社との契約を締結した。
また2013年5月には、米NASAと米Googleなどが購入契約を締結している。

これまでD-Waveが量子コンピュータであるか否かについて、物理学者たちの間で意見の一致を見ていなかった。
それでも確かに高速に問題を解くことができているとの見解が複数の研究者により繰り返し発表されてきた。

今回、28日に南カリフォルニア大学のSergio Boixo氏とTameem Albash氏、Daniel A. Lidar氏らの研究チームがNature Communicationsに発表した論文「Experimental signature of programmable quantum annealing」の中で、D-Waveのコンピュータが古典力学に従うコンピューティングモデルではなく、量子力学的効果を使用していることが確認できたと主張している。

Lidar氏は「8量子ビットを含む具体的なテスト問題を使用して、我々はD-Waveプロセッサは、量子アニーリングとは一致するが、古典的アニーリングの予測とは矛盾する手順で最適化計算を実行することを確認した」と説明した。また論文第一筆者のBoixo氏は「私たちの仕事は、純粋に物理的な観点から見たときに、量子効果がD-Waveプロセッサでの情報処理において、ある機能を持つ役割を果たしていることを示しているようだ」と説明している。

「量子アニーリング」とは、量子力学的効果を使用して最適化問題、特に組み合わせ最適化問題と呼ばれる種類の問題を、これまでのコンピュータよりもはるかに高速に解ける汎用アルゴリズムを提供する。

この種のコンピュータは一般的な意味での汎用量子コンピュータとは異なるが、量子効果を使用しなければ実現できないことから、本物の量子コンピュータの一種として認められている。

しかしそれでも、D-Waveが主張するほど大規模な回路で実現できるかどうか、疑問の声が上がっていた。
そのためこれまでは、量子効果を古典力学的にシミュレートすることで何らかの高速化を実現しているのではないかという疑いを持たれていたという経緯がある。

今回の論文が他の物理学者達によって追認され、正しいことが確認されれば、D-Waveは世界で初めて
本物の量子コンピュータを開発、販売したことになる。

GoogleはD-WaveをNASAと共同購入し、機械学習などに使用することを明らかにしていた。

一般に組み合わせ最適化問題で解ける問題の種類としては、カーナビのルート検索、学校やプロスポーツ界の時間割や対戦計画の作成、生産能力の違う工場の生産割り当て計画の作成、運送会社や大企業の配送ルートや計画の作成などがあり、計算速度は遅いためかなりの工夫が必要とは言え、実社会の現実問題で既に不可欠となっている。

ソース:INTERNET Watch(2013/7/1 11:09)
http://internet.watch.impress.co.jp/docs/news/20130701_605845.html

10

関連リンク:南カリフォルニア大学によるプレスリリース(英文)
http://news.usc.edu/#!/article/52818/large-scale-quantum-chip-validated/
関連リンク:Nature Communicationsに発表された論文
「Experimental signature of programmable quantum annealing」(英文)
http://www.nature.com/ncomms/2013/130628/ncomms3067/full/ncomms3067.html
関連スレ:【IT】GoogleとNASAが共同で“量子コンピューター”研究所を設立
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1369140965/



【IT】D-Wave社の量子コンピュータは「本物」…米研究者グループが「量子効果を確認」とネイチャーに発表の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 依頼35-134@pureφ ★ 2013/06/09(日) 17:49:11.05 ID:???

東大など、「コンパス型」相互作用解明-イリジウム酸化物の磁気構造

 東京大学、理化学研究所、高輝度光科学研究センターの共同研究チームは、イリジウム酸化物では電子の微小な磁石の間でも、磁石が二つのコンパスを結ぶ方向に平行になろうとする「コンパス型」の相互作用が働いていることを明らかにした。この電子をうまく並べることによって、次世代計算機である量子コンピューターの実現が近づくという。米物理学誌フィジカル・レビュー・レターズに27日掲載される。

 ケイ酸マグネシウムの高圧相であるポストペロブスカイト構造を持つイリジウム酸化物に着目し、大型放射光施設「スプリング8」を使ってイリジウム酸化物の磁気構造を調べた。その結果、微小な磁石の配列パターンから、磁石の間に働くコンパス型の相互作用を世界で初めて実証した。この相互作用を使えば、量子コンピューターに利用できるとされるキタエフスピン液体と呼ばれるスピン液体の実現が期待できるという。

 目に見える世界では、二つのコンパスを近づけると片側のコンパスのN極がもう一方のコンパスのS極に近づくように回転する。したがって、磁石は二つのコンパスを結ぶ方向に平行になろうとする。これはコンパス型の相互作用と呼ばれる。しかし、電子の持つ微小な磁石の世界では、磁石の方向は磁石の位置関係に依存しないことが知られていた。

日刊工業新聞/朝日新聞 2013年5月27日5時1分
http://www.asahi.com/tech_science/nikkanko/NKK201305270011.html


電子がもつ微小な磁石の間に働く新しい相互作用―量子コンピュータにも利用可能―

3.発表概要: 
電子は一つ一つが微小な磁石としての性質をもちます。例えば、物質中に無数に含まれるこの微小な磁石の向きが揃うと、物質全体が磁石としての性質を帯び、モーターやハードディスクなど様々な用途に活用することができます。私たちの目に見える世界では、二つのコンパスを近づけると、片側のコンパスのN極がもう一方のコンパスのS極に近づくように回転します。したがって、磁石は二つのコンパスを結ぶ方向に平行になろうとします。これはコンパス型の相互作用と呼ばれます。しかし、電子の持つ微小な磁石の世界では、磁石の方向は磁石の位置関係に依存しないことが知られていました。

今回、東京大学、理化学研究所、高輝度光科学研究センターの共同研究チームは、CaIrO3という物質の中では電子の微小な磁石の間でもコンパス型の相互作用が働いていることを、明らかにしました。コンパス型の相互作用が実験的に明らかになったのは、世界で初めてのことです。理論的には、コンパス型の相互作用が働く磁石を持つ電子をうまく並べることによって、量子コンピュータ(スーパーコンピュータよりはるかに処理速度の速い次世代コンピュータ)に利用可能なスピン液体が実現することが予言されており、本研究はその実現可能性を大きく広げるものです。

東京大学物性研究所 平成25年5月27日
http://www.u-tokyo.ac.jp/public/public01_250525_j.html

Resonant X-ray Diffraction Study of the Strongly Spin-Orbit-Coupled Mott Insulator CaIrO3
Kenya Ohgushi, Jun-ichi Yamaura, Hiroyuki Ohsumi, Kunihisa Sugimoto, Soshi Takeshita, Akihisa Tokuda, Hidenori Takagi, Masaki Takata, and Taka-hisa Arima
Phys. Rev. Lett. 110, 217212 (2013)
http://prl.aps.org/abstract/PRL/v110/i21/e217212

47696d11.jpg

関連ニュース
【物理】強磁性ジョセフソン接合に誘起されたスピン三重項クーパー対によりスピン流が強磁性体中を長距離伝搬
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1370766318/
【IT】GoogleとNASAが共同で“量子コンピューター”研究所を設立
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1369140965/
【量子コンピュータ】量子コンピュータの実現に向け量子ビットの読出精度90%を達成/理研・NEC 画像あり
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1352643896/-100
【物理】「量子もつれ」制御に成功-量子コンピューターに道 東大・NTT
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1316761892/-100



【物理】電子がもつ微小な磁石の間に働く「コンパス型」相互作用を初めて実証-量子コンピュータにも利用可能なキタエフスピン液体実現への続きを読む

このページのトップヘ