| 研究課題/領域番号 |
15H03699
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
数理物理・物性基礎
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| 研究機関 | 東北大学 (2016-2018)
京都大学 (2015) |
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研究代表者 |
大関 真之 東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (80447549)
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| 研究分担者 |
安田 宗樹 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (20532774)
田中 宗 早稲田大学, グリーン・コンピューティング・システム研究機構, 主任研究員(研究院准教授) (40507836)
中島 千尋 東北大学, 情報科学研究科, 研究員 (40599122)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 量子アニーリング / 機械学習 / 負符号問題 / 汎化性能 / 量子速度限界 / 確率過程 / 量子機械学習 / 統計的機械学習 / スピングラス模型 / 量子力学 / 統計力学 / 非擬似古典確率的 / 最適化問題 / 深層学習 / 詳細釣り合い |
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| 研究成果の概要 |
基盤研究Bの課題としてあげた「素因数分解と計算量の関係」と「量子アニーリングの非自明な量子揺らぎの利用」について、２つの成果を上げることができた。まず前者については、素因数分解においてエネルギーとエントロピーの構造を解析することにより、自由エネルギー形状が明らかとなった。
後者の結果については、全く予想もしていない大きな進展であり、いわゆる量子モンテカルロ法でシミュレートできないとされる非擬似古典確率的な系であっても、適応的な横磁場を用いることで量子モンテカルロ法を実行することができることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
素因数分解の問題について、２度の相転移を経る構造を持っている可能性を示唆する結果も得ており、単純な断熱的な量子アニーリングを実行するのではなく、非断熱的な量子アニーリングを実行する価値があることがわかる。
限定的な計算手法ではあるものの、このアイデアを拡張することによって新しい研究計画の策定を伴い、D-Wave Systems社の量子アニーリングマシンを利用した研究活動の展開について企図することとなった。量子アニーリングマシンを利用することで、量子モンテカルロ法にかかる計算時間を大幅に縮減する可能性がある。
いずれの成果も量子アニーリングの活用の方向性を示すものであり、単純な横磁場から脱却を促す。
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