オンラインワークショップ資料

量子コンピュータもどきをつくろう第２回の資料です。

Transcript

1. オンライン ワークショップ テーマ：量子コンピュータもどきをつくろう（その２）
2. 目次 基礎情報③ 量子挙動の実装方法検討 量子挙動の実装方法検討②
3. 基礎情報③ 量子・・・ 物質量における最小の単位。（つまりとても小さなエネルギーや物質のこと。量子 というものがあるわけではない。） 波のように振る舞うこともあれば、粒のように振る舞うこともある。（前回出てきた 二つの状態） （シュレーディンガー方程式により、その振る舞いの確率が決まるらしい） ↓例えばこういうことらしい 量子 スリット 飛ばす 互いが干渉 し合って波状 に広がる 量子 スリット 飛ばす 波状じゃなく スリット状に なる！ センサー 間にセンサーを 入れて観測する と・・・
4. 量子の挙動を実装 •  今回やりたい事に粒子か波かはあまり関係ないので、粒子として考えることにする •  つまり二つの状態を同時に持ち、観測することで状態がきまる部分 •  これをどうやって実装するか・・ •  量子コンピュータで使われるの量子アニーリングと呼ばれる計算方法があるので、それが使え そう（実際には使われている） •  量子アニーリングって？・・・ •  以下のような順で解を求める １．三次元の格子状に並べた複数の粒子に 　　特定の方向から磁場を与える。 　　（一つの粒子が二つの異なる方向の回転を持った状態になる） ２．磁場の力を少しずつ弱めながら、それぞれの回転の 　　相互作用を強くしていく 　　　　　　　　（例えば隣接する回転の向きを同じ向きに変えたり、 　　逆にするようなもの。 　　コンピュータにおけるプログラミングっぽい） ３．最終的に全体のエネルギーが最小となる状態を解とする。 ４．実際にはごく短時間でこの手順を行う必要があり、 　　何回も繰り返すことで解の正解率を高めていく。 •  量子アニーリングにおける最小エネルギーってなんだろう？
5. 量子の挙動を実装② •  量子アニーリングをシミュレートする際に巡回セールスマン問題と いう組み合わせ最適化問題が使えるようだ •  巡回セールスマン問題って？・・・ •  都市の集合において、それぞれの２つの都市の移動コストが設定 されているとき、全ての都市を一度ずつ巡って出発点に戻った際 の最小コストを求める問題 •  それぞれの都市を通るか通らないかという２つの状態を量子に持 たせれば量子アニーリングで最適解が求められる •  つまり、量子の挙動としてはどんなものを実装すればよいか・・ •  都市に対して通るか通らないかという状態を保持 •  量子間の相互処理は・・ •  移動コストが合計されていく •  移動元と移動先以外には道を通らない（帰り道は例外） •  これだけで良いものか・・