| 研究課題/領域番号 |
18K11333
|
|---|
| 研究機関 | お茶の水女子大学 |
|---|
研究代表者 |
工藤 和恵 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 准教授 (30505574)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 量子アニーリング / 組み合わせ最適化 / イジングマシン |
|---|
| 研究実績の概要 |
量子計算には、量子ゲート方式と量子アニーリング方式があるが、本研究では量子アニーリング方式を主軸としている。量子アニーリング方式は組み合わせ最適化問題を解くのによく用いられるが、それ以外の幅広い適用先も視野に入れている。
基礎的な研究としては、グラフ彩色問題に量子アニーリングを適用する際に起こりうる局在現象に関する論文を発表した。グラフ彩色問題に制約量子アニーリングを適用したモデルは、局在現象を起こすアンダーソン模型と類似性がある。これに関して、従来とは異なる視点から、局在現象を議論した。本論文は、掲載雑誌のEditors' Choiceに選ばれるなど、高い評価をうけている。
近年は、量子アニーリング方式に着想を得た専用計算機が続々と開発されている。この計算機を使うためには、解くべき問題をイジング模型かQuadratic Unconstrained Binary Optimization (QUBO)形式で定式化する必要があるため、イジングマシンとも呼ばれている。イジングマシンは組み合わせ最適化問題やサンプリングに特化した計算機であるが、その利用先に関する研究が進んできている。本研究では、組み合わせ最適化問題以外にも、機械学習でもよく使われるクラスタリング、行列分解、ブースティングなどの手法を、専用計算機を用いて実装する研究にも取り組んでいる。従来手法よりも過学習が起こりにくい、学習データが比較少なくてもよい結果が得られるなどの利点があることが明らかになった。本年度は、イジングマシンを用いたパターン形成の論文も発表し、イジングマシン利用方法として新たな可能性を示した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
量子アニーリングにおける局在現象に関する新たな視点を提案し、発表した論文が高い評価を受けた。専用計算機（イジングマシン）を用いた研究についても、研究成果発表を多く行い、注目されてきている。量子アニーリングマシンが大規模に使えるようになれば、本研究で得られた知見が役に立つと期待される。
|
| 今後の研究の推進方策 |
今後は、本研究課題の最終年度として、これまでの研究成果をまとめあげ、さらなる発展を見据えた道筋をつける。計算の効率化を図るための定式化に重点を置く。また、量子計算機や専用計算機（イジングマシン）を利用する、新たな分野の開拓にも取り組む。量子計算に関する環境はここ数年で大きく進展している。その動向に注目しながら、将来の量子計算の発展に貢献するように研究を推進する。
|
