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2022.12.4 Ver.1.000 新規作成
2022.11.13のNHK教育のサイエンスゼロ「単細胞の“知性”に迫る 謎多き粘菌の世界」で、粘菌が巡回セールスマン問題を解くと言ってました。それで、巡回セールスマン問題を解く粘菌コンピュータを作ったそうです。先生は、粘菌の研究で２ 回もイグノーベル賞をもらっているそうです。
さて、量子コンピュータの凄さを示すことに、巡回セールスマン問題を解くことが挙げられています。そこで、北海道大学の先生が、アナログ量子コンピュータ (電子アメーバ)を 作って巡回セールスマン問題を解くことができたそうです。
先生は、デジタル回路はノイズ無しで考えられているけど、あえて、ノイズを入れるんだと言ってました。はて、と思って、量子コンピュータは、量子縺れで 0,1が同時に計算できるから早いと言われますが、それって、ノイズじゃないかと気づきました。ゲートのANDも、ORも0,1が同時に来れば、単なるスイッ チです。つまり、ノイズを通すか通さないで、０か１を出力するとなるのです。
アナログ量子コンピュータは、ノイズとスイッチからなるコンピュータです。これは、面白い。先生は、すごい。
電子アメーバとFPGAで、fabcrossにこんな記事がありました。
これは、もう０，１のデジタル量子コンピュータでも、何万年、何億年か永遠に解けないでしょう。もう量子コンピュータを超えているのです。
3万変数の組み合わせ最適化が1秒でできるのですから、これを自動運転に使わないことはありえないでしょう。自動車の周りの変数はせいぜい数百でしょうか ら、瞬時に答えが出ます。
さて、日本の物流は人手不足もあって、大変なことになっています。そこに、これを使えば、最短時間の配送ができ、なにかトラブルが起きても、リアルタイムに 最適化の回答が出ます。携帯に組み込めば、道路情報や地図から、たちどころに、最適解が得られるでしょう。
それには、各々の車の位置と速度と方向がわかないといけません。そこで、イーロン・マスク氏は、ツイッターを買収して、車に情報をツイートさせる予定だと何 かで読みました。そうなると、自動運転が、完全に可能になりますね。
日本は、粘菌から、すごいものを発明したのです。電子アメーバとFPGAで、戦争も変わるでしょう。ミサイルも戦闘機も、ドローンも自律的に、最適な選択を するようになるのです。
株式相場に入ってゆくとどうなるでしょうか？
創薬とか、開発とか多数の変数の最適化が必要になるときは、威力を発揮するでしょうね。
fabcross for エンジニアにこんな記事がありました。
そこで、東北大学のプレスリリース
より、確率コンピュータで検索すると、「確率的チューリング機械」というwikipediaに行き、
＝＝＝＝引用開始＝＝＝＝＝
本質的に確率的な計算のモデルとして、量子コンピュータがある。
＝＝＝＝引用終了＝＝＝＝＝
という記述に行き着いた。
デジタル量子コンピュータは、巡回セールスマン問題のような、指数関数の問題は不利で、理化学研究所の
から、線形になることはわかっている。IBMの1000量子ビットの量子コンピュータができたとしても、量子ビットが99.9%(s/n比60dB以上)だ としても、 0.999^1000=36.8%より、無理なのである。仮に、できたとして2^1000であり、電子アメーバとFPGAの3万変数の最適化1秒と比較して も、2^30000で、桁数が30000:1000では、2^29000倍の開きがある。
デジタル量子コンピュータが30000量子ビットになるには、0.999999^30000=97%で、量子ビットが、99.9999%(s/n比 120dB以上）である必要がある。
抵抗の熱雑音=(4 k T R B)^(1/2)です。kはボルツマン定数、Tは絶対温度、Rは抵抗値、Bは帯域幅より、ノイズレベルは、
(%i1) k:1.38*10^(-23);ノイズレベルは、-132.6dBVもある。
そこで、信号レベルが250mV以上でないと、s/n比120dB以上は、かなりむつかしい。
逆に言えば、デジタル量子コンピュータとアナログ量子コンピュータ（電子アメーバや確率的コンピュータ）は、それぞれの得意分野で、共存するであろう。
AIの分野では、決定が効率的に求まるアナログ量子コンピュータが、向いてないだろうか？
S/N比を稼ぐには、帯域幅、Bを狭くするのが効率が良い。
１）0,1の連続に制限をかけるというもので、よく使われている手法である。つまり、対象の数は0,1の並びが近いものを集めるということである。それが、 困難であれば、よく使われているのが、コード変換である。因数分解でそれは使えるかは不明である。
２）同期加算という手法がある。10,000回同じ計算をさせ、それを合計すると√10,000=40dBのS/N比が稼げる。
無駄な様であるが、それで、量子ビットが、増えるにであれば無駄ではない。
量子もつれは、観測しなければわからない。量子もつれが起きやすいのであれば、同期加算が、いいのでは無かろうか？
デジタル量子コンピュータは、難しいのであろうね。
量子もつれで、あなたは、宇宙の彼方に、もう一人のあなたがいると言うでしょう。量子もつれは、観測したとき、１か０かが決まるので、もつれが同じなら、も う一人のあなたは同じく１か０に決まり、反対なら、０か１になるのです。いつもあなたが、先に観測しておれば、もう一人のあなたは、あなたに従いますが、もし もう一人のあなたが、先に観測すれば、あなたが従うことになるのです。つまり、あなたは、あなただけで決められないのです。つまり、自分はないことになります ね。
あなたが、死んだらもう観測できませんから、もう一人のあなたも存在しなくなるのです。
そんなことになりませんか？
つづく