常温で動作可能な新型半導体コンピュータを日立が試作

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1: @Sunset Shimmer ★ 2015/03/14(土) 14:36:49.45 ID:VbwaZtlP*.net
NO BUDGET 2015年02月24日 18時29分

 日立製作所は2月23日、約1兆の500乗通りもの膨大なパターンから瞬時に“実用解”を導くという新型半導体コンピュータを試作したと発表した。
この新型コンピュータは室温で動作でき、膨大なパターンから適した解を導く「組み合わせ最適化問題」を量子コンピュータに匹敵する性能で瞬時に解くとしている。

 組み合わせ最適化問題では、量子力学を応用した量子コンピュータを使う計算手法が注目されている。
量子コンピュータでは、一般的に使われる、情報を0と1のデジタルに置き換えるコンピュータと異なり、0と1の値を任意の割合で重ね合わせた状態を利用して並列に計算する。

 1量子ビットには波のように0と1の値が任意の割合で共存できる並列性を持つため、n個の量子ビットで計算すれば、1回の処理で2nの組み合わせ(入力)に対して同時に計算できることになり、一度で解を求めることができる。

 ここでは、問題を数学的処理で磁性体の振る舞いという物理現象を数学的に表現する“イジングモデル”に変換して問題を解く。
イジングモデルは2つの配位状態をとる格子点から構成され、最隣接の格子点のみの相互作用を考慮する格子模型で強磁性体のモデル。

no title

 現在提案されている量子コンピュータは、量子ゆらぎの多い状態から徐々にゆらぎをなくしていきエネルギー極小の状態となる最適解を求める
「量子アニーリング」という計算手法を使っており、極低温にまで冷却する装置や超伝導素子などが必要となるため、大規模化が困難という課題がある。

 日立は今回、半導体回路上でイジングモデルを擬似的に再現し、問題の高速処理を可能とする新型コンピュータを開発。イジングモデルでの計算処理では、部分計算するだけで全体最適に近い解である、
実際のシステムで使うのに適した実用解が出せるため、処理速度を高めるとともに電力消費量を低減させられるという。

 半導体を並列化することで、超並列計算を可能とし、処理速度を高めることができる。新型コンピュータでは汎用の半導体を使用するため、室温での動作が可能としている。

 今回開発した技術では、磁性体の振る舞いを最適化問題を解くための物理現象として利用。具体的には、解くべき最適化問題を+1と-1の2つの状態を取る
強磁性体スピンが隣接するスピン間で相互作用する振る舞いを示すイジングモデルで表現し、半導体メモリ技術で実装した。

 半導体回路技術を使うことで室温動作が可能で、半導体の微細化による大規模化が容易になると説明。半導体チップを多数並べることで問題規模に応じたシステムの大規模化が可能という。

 量子アニーリングで解を求めていたイジングモデルの振る舞いを、半導体CMOS回路上で擬似的に再現する「CMOSアニーリング」技術を開発。
半導体回路を用いると決まった動作しかしないため、特定の最適解とは異なる準安定状態での解である“局所解”に固定されるという問題があった。

 だが、このCMOSアニーリング技術では外部から特殊な回路を経て入力されるノイズを利用し、特定の局所解への固定を防ぐことで、より良い解を求めるアニーリング動作を半導体回路上で実施できるようになったと解説する。

(記事の続きや関連情報はリンク先で)
引用元:zdnet http://japan.zdnet.com/article/35060793/

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21: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 14:49:15.33 ID:VmlD4hdP0.net
>>1
もっと分かり易く説明しろ。
194: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:44:49.03 ID:j0Fa0C5P0.net
>>1が何を言ってるのかさっぱり分からない件
281: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 20:50:49.73 ID:w82nIUDj0.net
>>1
さっぱりわからなくてすげえ!!
5: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 14:38:34.47 ID:/4m6Em1B0.net
ふえぇぇえぇぇ

あっ、はい

11: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 14:42:17.34 ID:Kfbiz7N+0.net
1兆の500乗・・・・
・・・
ちょっと栗まんじゅうかってくる
23: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 14:49:49.19 ID:7bZ8sskV0.net
量子コンピュータじゃないなら
何コンピュータなんだ?
34: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 14:53:43.36 ID:EebWYt7U0.net
>>23
半導体コンピュータ
27: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 14:50:42.34 ID:xEIQXchX0.net
素人向けに解説すると

「リチウムイオン電池1個で『京』を遥かに凌ぐパフォーマンスが得られるチップ」ってことでいいかな?w

148: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:00:10.14 ID:/oQh49/l0.net
>>27
どちらかというと京の何倍も電力を食うって言われてたのものが京ぐらいで済みそうって話では?
28: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 14:51:05.40 ID:bQYsMWU60.net
室温てすげーな
31: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 14:53:01.89 ID:I3hgMnUc0.net
室温(南極?かまくら内)
37: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 14:55:13.68 ID:upRp9HQG0.net
そろそろ日本独自OSの方もたのんますわ
63: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:05:07.12 ID:DmnWXlQl0.net
常温でも凄いなら、液体窒素で冷やしながらOCすればもっと凄いんだろ。
68: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:08:02.75 ID:MVkv5FEY0.net
文系に解るよう説明しろ
78: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:12:56.46 ID:mE55xy4S0.net
>>68
ガンダムを開発してる最中に
試作中のガンダムと戦えるくらいの性能のガンタンクを作った
245: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:58:36.06 ID:6CFhUho+0.net
>>78
なんかすごく日立っぽい気がするw
72: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:09:13.52 ID:GvM+eDDB0.net
天気予報の精度上がるかな
75: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:11:27.51 ID:svgU16sM0.net
>>72
もうちょっと観測データ増やさないと計算だけでは頭打ちだろう
究極的には空気の分子一個一個のデータを収集して
それを全部計算できる神みたいなスパコンがあれば
天気予報的中率100%になるはず
80: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:14:39.94 ID:PJkQakcf0.net
こういうのってどんなOSが入ってんの?
89: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:16:39.06 ID:QiVyniJu0.net
>>80
MS-DOS6.2
157: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:11:14.76 ID:Ae8g1Xqm0.net
>>80
HI-UX/WE2
88: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:16:37.06 ID:LJUv9FXn0.net
でもお高いんでしょ?
102: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:23:00.93 ID:HgNFrHOL0.net
これ大したこと全くないな
量子コンピュータとか大風呂敷広げすぎ
ただのアニーリングな上にノイズからランダムを拾うとか
外部環境に計算結果が左右されるこけおどし
104: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:24:07.00 ID:SVjEb7WG0.net
難しい話されてもわからんから
具体的にどれくらいの計算能力が教えてくれ
現在の最強スパコンと比べてどうなのよ?
113: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:27:38.61 ID:K6tnTgAf0.net
>>104
現在のスパコンは
入力した条件から結果を計算でだす

量子コンピュータは
欲しい結果を入力すれば、
そうなるための条件が出る

106: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:24:41.20 ID:h+wPqcrY0.net
擬似量子コンピューター?
本物とは違うのか
119: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:33:56.49 ID:K6tnTgAf0.net
>>106
量子コンピュータなら
相手の駒を無視して

相手がどんな打ち方をしても
絶対に負けない手順を導き出せるかも

118: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:31:47.89 ID:K6tnTgAf0.net
普通のコンピュータは

この分子構造なら、
どんな性質があるかを計算して
重さや固さ、耐熱などをだす

量子コンピュータは
最も硬い分子構造とか
最も高温に耐え構造とか
一瞬で出る

作り方も

109: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:26:21.68 ID:VEQe7J2p0.net
何をもって量子コンピュータに匹敵すると言い切ったのか
110: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:26:28.31 ID:3nuRuZ+K0.net
まじでか!もういらねえから計算尺売ってくるわ!
112: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:26:54.73 ID:XDYPtlJI0.net
パスワードが、破られるな
192: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:43:49.94 ID:68QDDWoKO.net
>>112
うん
122: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:37:07.55 ID:VEQe7J2p0.net
量子コンピュータに夢見過ぎw
134: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:46:08.37 ID:cgBDtuBK0.net
普通のコンピュータ:一個一個計算
量子コンピュータ:全部一気に計算→そこから情報を取り出す作業をする

こんな感じ。
全部一気に計算してるんだけど、全部の情報を取り出せるわけではない。

140: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:51:36.65 ID:I3hgMnUc0.net
計算だけ速くても人を幸せにはしないな
このコンピューター、
このスレの望みなんか何一つかなえられないだろ
141: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 15:51:37.25 ID:Eddm9KiW0.net
これ汎用でなくて、専用コンピュータとちがうか?
150: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:04:02.56 ID:9pmmzuXP0.net
量子コンピューターが実現したら、
世の中の暗号通信が全て無意味になる
って、ダヴィンチ・コードで見た。
173: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:28:21.59 ID:XEGzTQCp0.net
>>150
P=NPならな
170: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:26:28.87 ID:ButDGUS0O.net
ついに将棋や囲碁も神の手を突き止められるのか
172: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:27:58.68 ID:0nDF8Apn0.net
>>170
噂によると将棋は先手必勝で囲碁は後手必勝らしいよw
198: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:50:13.24 ID:a84Y5mMFO.net
将棋に量子コンピューターを使って先手が勝つかどうかは分からん。
高い確率でそうだろうと予想されてるに過ぎない。
俺はおそらく、ものすげー長丁場の千日手引き分けになると思う

将棋は制限時間があるから勝ち負けが決まるのだ
しかし互いに無限に近い計算力があれば、一秒のうちに一億手だって指せる

171: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:27:18.24 ID:r92hqnat0.net
量子アニーリングって、計算というより計量だろ。

模型作って力点を計測するようなもんだよな。

181: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:39:29.88 ID:XEGzTQCp0.net
>>171
最適解、局所解を含めた幾つかの候補から絞り込み最適解に辿りつく手法

絞り込みは主に時間依存シュレディンガー方程式による

局所解で止まらず最適解に導くのにノイズを用いたのが日立のやり方

184: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:41:58.84 ID:r92hqnat0.net
>>181
どっちも物理的特性を計算に利用したもんなんでしょ?

磁気的刺激を与えて起動すれば勝手に系の安定状態に落ち着くっていう。

201: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:53:19.37 ID:XEGzTQCp0.net
>>184
磁性体のふるまいを説明するのにモデル化したのがイージングモデル

相転移による二次元モデルが可能なのが特長

そのモデルをメモリーを使って実現したのが日立のやり方

因みに三次元モデルはまだ得られてない筈

178: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:34:38.51 ID:r92hqnat0.net
構造上、将棋とかをプログラミング出来るとは思えないな。
どういうイジングモデルを組めば良いのか想像も付かん。

巡回セールスマン問題に特化した計算しか出来ないだろ。

188: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:42:21.25 ID:I3hgMnUc0.net
どうあがいても悲劇的な結論になるとこを、
ハッピーな結末まで導いてくれるまで洗練できないのか?
191: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:43:35.24 ID:fZ/N2sOi0.net
量子コンピュータってなんか思ってたのと違うな、思ってたよりアナログな感じ
例えるなら細かい粒が沢山あって、一個一個の粒の大きさを一々測っていたのが従来型のコンピュータだとしたら、
今実現してる量子コンピュータは穴の開いたザルを利用して一気に粒を選別するみたいな。
量子コンピュータってそういうもんなのか?
202: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 16:54:09.02 ID:r92hqnat0.net
>>191
大阪、東京、横浜、仙台の四箇所を回るのに、どういう経路で移動するのかを、
取りうる経路の全てを一つ一つ加算して、最低値を採用するのが従来型コンピューターのやりかた。
廻る拠点が増えると計算パターンがべき数的に増え30ぐらいを超えると
事実上計算を終えられるコンピューターは無くなる。

量子コンピューターはそれぞれの経路を物理的に繋ぎ、距離の代わりに負荷を掛ける。
これがイジングモデル。
量子は物理的に安定な状態を取るので、瞬時に解と同じ形態をとる。
ただ、最適解では無いけど比較的安定な状態を取っちゃうことがある。これが局所解。
間違ってるかもしれないので揺らぎを与えて再計算させて、最適解が出るまで繰り返そうというのが、今回の日立の技術の肝。

208: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:01:00.92 ID:fZ/N2sOi0.net
>>202
なるほど、前に数学者の秋山さんがテレビで、各点を繋ぐ最短距離を見るには各点にポールを立てて石鹸水の中に浸ければ、
表面張力で最短距離のシャボン幕が貼るって実験をやってたけどそれと同じようなもんか。
213: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:06:01.78 ID:r92hqnat0.net
>>208
そう。
カナダの量子コンピューターだとシャボン玉じゃ無くて、こんな入力装置で回路をつなぐ。
no title
209: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:01:05.04 ID:XEGzTQCp0.net
>>191
1と0で扱うのが古典コンピューター
量子コンピューターは量子ビットを扱う
00、01、10、11をひとまとめにして扱うイメージ
論理ゲート数が少なくて済む事により高速を実現する
211: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:05:26.05 ID:ruc5kKAN0.net
>>209
そういう表面的な文章でよく理解できるなw
0と1ならトランジスタのON-OFFで分かりやすいけど

>00、01、10、11をひとまとめにして扱うイメージ

そのイメージってのは物理的にどう実現してるの?ってのが知りたいんじゃないのか?
イメージだけなら南都でも言えるw

219: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:16:14.56 ID:XEGzTQCp0.net
>>211
スピンが上か下かのどちらかの向きを取るこのスピンを一列とか碁盤目上に並べて、隣と揃っていればエネルギーを得するというモデル
一番エネルギーが低いのは全て上向きと全て下向きの状態だが、温度が高いとエネルギーを損する状態も許されてスピンの向きがバラバラになる
222: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:19:08.21 ID:ruc5kKAN0.net
>>219
そのモデルがどうやって実装されてかサッパリ分からんなw
なんで論理ゲートが減るの?w
240: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:47:13.70 ID:XEGzTQCp0.net
>>222
日立の場合はメモリー上で実現するんでしょ

量子コンピューターは量子ビットにより1キュービットにつき1、0の値を任意の割合で重ね合わせて保持する
n量子ビットあれば2のn乗の状態を同時に計算出来る
だから論理ゲート数が少なくて済む

210: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:05:18.53 ID:y1xD0a4R0.net
じゃあ俺に最適な嫁を探してください
223: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:20:04.40 ID:xP+nxW/u0.net
>>210
そうだね
ダークマターを探すよりもこっちのほうが役に立ちそうだ
228: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:34:22.14 ID:viXxvjUs0.net
>>210
解の存在しない問題は解けないかと・・・
233: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:39:17.76 ID:yREyztek0.net
>>228
いやまぁ、出るけど後は本人達次第だろ
まぁ踊らされて運命の人とかで満足できるなら引っ付くんじゃね
216: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:10:11.76 ID:r92hqnat0.net
>>210
コンピューターでプログラム組んでSNSから自分に最適な嫁を探して結婚した奴なら居るぞ。

80回以上お見合いしたらしいので、コンピューターはあんま役に立って無いような話だったが。

217: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:14:51.90 ID:L4yGOSmX0.net
台風の進路予測につかえるかな?

進路予想上の成層圏下部までの各層の気温分布と
気圧配置、成層圏下部までの風向を入力地点マトリクスを
観測技術の限界まで上げれば、このPCでかなり正確な進路予想ができそう

226: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 17:26:49.93 ID:r92hqnat0.net
>>217
そんな膨大なパラメーター計算は無理なんじゃないかな。

現存する唯一の商用量子コンピューターのD-Waveで使われる量子ビットはたったの8個で、
解を示す量子もつれ状態は100nsしか続かない。

相当な技術的ブレークスルーが無いと現実世界の複雑系なんて扱えそうにない。

255: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 18:28:21.34 ID:eO3ZuxdC0.net
だいたいこんぐらいって結果が速くなるって認識でいいの?
実用解ってさ
260: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 18:42:54.36 ID:DALXSc/F0.net
この手のニュースはたくさん見るがその後音沙汰がない
今回もそうなるのではないか
265: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 19:16:15.87 ID:8b8pDq6C0.net
動物に例えると何ですか?
266: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 19:20:54.77 ID:XXpqhGFV0.net
>>265
全然ニュアンスは違うけど

平面に閉じ込められた動物と
そうではない海洋動物や鳥の差は歴然だ

無理やりイメージを近付けるとしたら
確かイグノーベル賞もらってた気がするけど
粘菌が迷路の出口を見つける話に近いかも

282: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 21:00:30.36 ID:WqZgGuzx0.net
>>265
キリンさん!
272: 名無しさん@1周年 2015/03/14(土) 19:57:01.53 ID:bVEsjopBO.net
恥を忍んで言う
1兆の500乗の時点で理解を越えた

引用元: http://daily.2ch.net/test/read.cgi/newsplus/1426311409/

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『常温で動作可能な新型半導体コンピュータを日立が試作』へのコメント

  1. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 00:50:07 ID:1a9da7c6b 返信

    なるほどそういうことだったのか
    ファインマンって頭いいな

  2. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 00:51:58 ID:9e79552f1 返信

    カオス理論ってのがあってだな…

  3. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 00:59:23 ID:d718a0f38 返信

    あーなるほどなるほど量子ってるな

  4. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 01:37:26 ID:eec3e03d8 返信

    これ、最大カット問題を解くハードウェア回路を作りました。速いでしょうエコでしょうという話だと理解した。
    じゃあ最大カット問題以外の問題はどうするの?多項式時間で最大カット問題に変換すりゃいいけどそれをどの機械でやるにしろそれで電力食うだろ。
    量子アニーリングはわからんが、シミュレーテッドアニーリングで無限ステップで最適解に到達するかくりつが1というのは、酔っ払いがランダムウォークで家にたどり着けるのとそんなに変わりない原理だったと理解している。

  5. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 02:34:56 ID:6b846895e 返信

    日立が新技術を開発しました→将来的にLGの技術になる
    東芝が新技術を開発しました→将来的にサムスンの技術になる
    ここ20年、こういう状態だから何の関心も湧かない。

  6. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 02:40:31 ID:2f9badfd9 返信

    何でこんな古い記事をいまさら取り上げてるの?
    しかもコメントの日付まで改ざんして。
    で、PC Watchかどっかにこの記事のレポートが出てるからそれでも貼り付けとけよ。何か日立が大げさに発表したって内容で量子コンとはあんま関係無いらしいから。

  7. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 05:14:47 ID:ea276474d 返信

    石鹸水でも出来たのか。
    俺が見た奴は粘菌コンピュータだったわw
    特定用途しか使えなくても新たなアプローチってことで良いんじゃない?粘菌よりw

  8. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 05:20:15 ID:ea9e31500 返信

    常温って言ってもすんごいコンピュータ扱う上でのすんごい低温と比べての常温か…
    自宅PCがちょっぱやなのに冷却不要になる日はいつだ

  9. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 06:47:31 ID:5de86ab03 返信

    比較対象がD-WAVEしか無いから
    量子コンピュータよりも~と言ったんだろうけど問題あるよな
    D-WAVEは一応量子効果使っているから
    量子コンピュータという事になっているけど
    やっていることは最適化問題を解くだけの実験装置だから
    量子コンピュータと言うにはオーバー過ぎる
    それと比べても凄いとは言えない
    日立の発表が大げさ過ぎて
    こんな発表で日本の技術スゲーと思うには些か問題ある

  10. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 09:40:16 ID:a011c2b57 返信

    まぁしかし現状の量子コンピューターも、サラリーマン巡回問題程度しか解けないじゃん?
    アルゴリズムがどうにもならないし。
    半導体で解ける程度のものしかとけない量子コンピューターさんが問題多すぎるんじゃないの?

  11. 名前:名無しの自作er 投稿日:2015/03/15(日) 12:35:54 ID:41a3f3aca 返信

    1.グーグル先生が購入した量子コンピュータと比較し費用対効果が凄まじい。
    2.既存の量子コンピュータの妥当性が検証できる。
    果たしてビジネスレベル、ジサカー的にはコンシューマレベルにのるかどうか。
    技術そのものは「やりおった!」レベルにすごい。

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