量子コンピュータ推進で文科省32億円 欧米より1ケタ少なく危機感

ＮＴＴは機能特化で勝負

一方、量子アニーリングマシンは、イジングモデルという相互作用している多数の磁石（スピン）が自然に安定した組み合わせになる現象を利用して計算する。

量子ゲート方式とは違い、用途は組み合わせ最適化問題に限られるが、カナダのディーウェーブ・システムズが２０１１年に世界初の商用量子コンピューターとして売り出して注目を集めた。

組み合わせ最適化問題とは、膨大な数の選択肢の中から一番良い選択肢を見つけ出す問題で、「巡回セールスマン問題」が有名だ。

セールスマンが各都市をまわる最短経路を探すという単純な問題だが、これがそう簡単には解けない。都市数が５のときは経路は１２通りしかないが、１０になると１８万１４４０通り、２０になると６京０８２２兆通りとなる。

６０都市ではなんと１０の８０乗通りと、観測可能な宇宙にある全原子数と同じ数まで増加する。

従来のコンピューターでは、組み合わせの数だけ計算をしなければならず、一定以上のデータ量になると計算時間が爆発的に増え、解くのは事実上不可能となる。

これに対し、多くの組み合わせ最適化問題はイジングモデルに変換できるため、この原理を用いたマシンは短時間に問題を解くことができる。

ＮＴＴが開発している「コヒーレントイジングマシン」もイジングモデルに基づいて計算しており、量子アニーリングと同じグループに属する。

「２０１８年度の終わりごろには、１０万スピンのマシンが動いているはずだ」──。ＮＴＴ物性科学基礎研究所量子光制御研究グループの武居弘樹上席特別研究員はこう話し、現行モデルの５０倍のスピン数を持つ次世代コンピューターの開発に自信を示した。

スピンは量子ビットに相当し、増えれば増えるほど、より大規模な問題を扱えるようになる。

組み合わせ最適化問題は、交通網や電力送電網の最適化、周波チャネルの効率的な割り当て、投資ポートフォリオの最適化、創薬など、幅広い分野への応用が期待されている。