NTTと国立情報学研究所、東京大学など、「量子ニューラルネットワーク」なるものを一般公開へ 64
ストーリー by hylom
とりあえず量子と言っておけば金が入る説 部門より
とりあえず量子と言っておけば金が入る説 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、
NTTと国立情報学研究所、東京大学などが、「量子ニューラルネットワークをクラウドで体験」なる発表を行っている。共同で開発した「量子ニューラルネットワーク（QNN）」をインターネット経由で一般に利用できるような形で11月27日より公開するというものだ。
公開されるQNNというシステムは光パラメトリック発振器（OPO）というレーザーの量子力学的特性を用いるもので、さまざまな最適化問題を高速に解くことができるという。
このシステムはインターネットに接続されたタスク制御サーバーと接続されており、インターネット経由でタスクを登録し処理させることが可能になっている。27日よりこのシステムがqnncloud.com経由でアクセスできるようになり、一般ユーザーがQNNを使って最適化問題を解けるようにするという。
これに対し、このシステムは本当に量子コンピュータなのか、という疑問の声も出ている（Togetterまとめ）。現在「量子コンピュータ」を名乗っているものとしてはカナダ・D-Waveによるものがあるが（過去記事）、今回のシステムはD-Waveが採用している量子アニーリングを使用するものでも、量子ゲートを使用する汎用型でもなく、量子コンピュータではないものを勝手にそう呼んでいるのではないかという指摘も出ている。
量子コンピュータの定義 (スコア:5, 興味深い)
狭い意味での「量子コンピュータ」は量子アニーリングを含まないので、「量子コンピュータではないものを勝手にそう呼んでいる」という点ではD-Waveも同じ。
一方で「量子コンピュータ」を広い意味で考えれば、既存の量子コンピュータや量子アニーリングと違う新しい仕組みを使っていても、なんらかの量子効果を本質的に使って計算しているのであれば「量子コンピュータ」と呼んで良いのではないかと思う。
そういう意味では、「光パラメトリック発振器（OPO）というレーザーの量子力学的特性」というのが「最適化問題を高速に解く」ことにどのように役に立っているのかがポイントで、Togetterを見てもそこに疑義があるという話になっているように思う。
とにかく「既存の方式と違うからニセモノ」という短絡的な考え方は危険。
Re:量子コンピュータの定義 (スコア:1)
門外漢ですが、下記のページを見る限り、光パラメトリック発振器で量子相関光子対ビームが作れるらしいので、
Togetterにある「古典的な光の干渉ですかね」という嫌疑は的外れのような…。
光の量子状態制御 - NICT
https://www.nict.go.jp/quantum/about/03kasai.html [nict.go.jp]
> 光パラメトリック発振器では光パラメトリック過程によりシグナル光とアイドラ光のモード間に強い量子相関が形成され、
> その出力光は量子相関光子対ビーム（Twin Beams）となります。
Re: (スコア:0)
読み進めていくと、プレスリリースはそういうキーワードだけをデタラメに羅列しているとしか思えないという話のようですが。去年の同じ研究の発表では量子とか一言も言っていないとか。単に量子ゲートでも量子アニーリングでもないから偽物なんて単純な話じゃない。
まあ役に立たない研究には金を出さないとか言うからこんな詐欺師まがいの演出せざるを得ないんでしょ。国民の皆様が望んだ通りの結果です。よかったですね。
Re: (スコア:0)
どの発表でしょうか？
Re: (スコア:0)
「古典的な光の干渉というのが的外れかどうか」は枝葉の問題だと思います。
OPOが確かに量子力学的特性を持っていても、それを利用して問題を解いているかは別なので。
元コメントの指摘しているポイントはその意味で真っ当ですし、
Togetterでも全部外してFPGAだけにしたほうが速いのでは？と言われてると書かれていますね。
OPOをピュアオーディオにおける効果があるのか無いのかわからんむしろ外した方がよい謎デバイスみたいな扱いにしていて、
かつそれを喧伝しているのであれば大問題でしょう。
Re:量子コンピュータの定義 (スコア:1)
>Togetterでも全部外してFPGAだけにしたほうが速いのでは？と言われてると書かれていますね。
田崎先生はその後twitterで、FPGAだけにしたほうが……ってのはさすがに言い過ぎ、と言ってますね。
プレスリリースがクソすぎるという意見は変わらないようですが。
Re: (スコア:0)
量子コンピュータはまだ基礎研究段階だから
他と比べて遅くても何も問題ない
実用できる段階でFPGAよりも遅いなら問題だが
Re:量子コンピュータの定義 (スコア:1)
「量子コンピュータ」って一般名詞にこだわるから、本物だ偽物だって話になるんですよね。
固有名詞をつけちゃえばいいんですよ。
「量子ぴゅう太」なら、ああそんなものかと思ってくれるはず。
Re: (スコア:0)
一体いつから「量子コンピュータ」が一般名詞だと錯覚していた？
そう、読み方が違うんだよ。
これは固有名詞なんだ。
Re: (スコア:0)
マジかよ。ちょっと商標登録してくる。
Re: (スコア:0)
設計者の名前が「〇〇量子さん」の可能性も。
Re: (スコア:0)
かずこコンピュータですか？
# 武豊の嫁さんのタレント時代の名前は佐野量子で「さのりょうこ」と読ませていたが本名は同じ字で「さのかずこ」でした。
論文には量子性があるかわからないと書いてある (スコア:1)
そういう意味では、「光パラメトリック発振器（OPO）というレーザーの量子力学的特性」というのが「最適化問題を高速に解く」ことにどのように役に立っているのかがポイントで、Togetterを見てもそこに疑義があるという話になっているように思う。
疑義のレベルではなく，開発者自ら論文で量子的振る舞いの有効性を否定しているので明らかです．「量子的になるように考えてシステムを作ったけれど，実際に量子的振る舞いをしているかわからないし，量子的なことが問題を解くのに役立っているかもわからない．相転移は量子雑音がもとになっているので量子的な何かがシステムの中で起きているはず．でも証拠はない．」と論文に書いています．ここから，プレスリリースの内容が出てくる理由がわかりませんし，量子的振る舞いが役立っていないことは疑問の余地がないと思います．
あまりにもかけ離れているので，原文である Science の論文 A coherent Ising machine for 2000-node optimization problems の補足資料 [sciencemag.org]（無料閲覧可 PDF へのリンクあり）の6ページ目 "Role of quantumness in CIM" 「コヒーレントイジングマシンにおける量子性の役割」から引用します（意訳は文章の裏読みです）．
From these numerical results, we consider that the CIM is being operated in a partially quantum regime, but we have yet to confirm the quantum behavior of our system experimentally. Moreover, it is also important to clarify experimentally whether the existence of a superposed state in the CIM contributes to better performance in terms of computation time and accuracy.
The lower-energy searching process of the CIM occurs during the DOPO phase transition, which is caused by the nonlinear interactions of photons in a PSA with an initial state originating from quantum noise. To the best of our knowledge, it is still an open question whether such a nonlinear phenomenon seeded by quantum noise can be efficiently emulated with a purely classical system, such as special purpose electronics without any quantum effects.
参考訳: これらの数値的な結果から，コヒーレントイジングマシンは部分的な量子領域で動作していると我々は考えるが（意訳: 証拠を示すことはできず），このシステムの量子的振る舞いは実験的にまだ確認できないでいる．さらに，コヒーレントイジングマシンにおける状態重ね合わせの存在が，計算時間と解の精度を良くすることに貢献しているかどうかを実験的に明らかにすることも重要である（意訳: わかっていない）．
コヒーレントイジングマシンの最小エネルギー探索過程は光発振器の相転移のときに起きている．この相転移は，位相感応型光増幅器の中にある，量子雑音から決まる初期状態を持つ光子同士の非線形相互作用により引き起こされる．我々の知る限り，量子雑音を乱数シード値とした非線形的現象が，まったく量子効果のない特別な目的の電子機器といった，純粋な古典計算システムで模倣できるのかは未解決の問題である（意訳: 純粋な古典計算システムで量子雑音からの非線形相互作用を模倣する方法はまだ知られていないので，相転移が起きているならきっと量子的な何かが起こっているはず．証拠は示せないけど）．（参考訳終わり）
また，プレスリリースにある「量子ニューラルネットワーク」について，コヒーレントイジングマシンの研究成果 2017年度 [wordpress.com], 2016年度 [wordpress.com]にある論文のうち無料で閲覧できるものを見てみました（有料の論文は費用が，それより過去の論文は時間がそれぞれ掛かるので未確認です）．その限りでは，量子ニューラルネットワークどころか，量子をつけないただのニューラルネットワークであるという説明すら，まったく見つかりませんでした（見つけた方は論文の題名とその部分をご指摘ください）．
またこの論文の補足資料の説明（引用部分の後半）から，同じ機能の単純なシステムの実現可能性を指摘しているツイート [twitter.com]があります（[2] は上で引用した補足資料です）．
計算機屋としての疑問は、FPGAにDRAMのシフトレジスタを接続し、途中に適当な物理乱数回路を入れれば同じものが実現するのではないかということ。（[2]によれば、答えはYESだｄろう）。何かD-Waveと日立のCMOS Isingマシンの関係を思い起こす。
コヒーレントイジングマシンと同じものがこれで実現する可能性を否定できないのが，この研究の現状です．一般に公開するより，この FPGA+物理乱数回路との比較実験のほうが研究予算の使い道として価値があるように思います．
Re: (スコア:0)
量子効果を本質的に使っていることってどうやって証明するんでしょうか? P=NP(つまり量子計算に本質的な効果は存在しない)かもしれないのに。
Re: (スコア:0)
問題と実装の区別がついていない。
Re: (スコア:0)
なんか、星新一がSF作家連で原発視察に行ったとき、
「それでは、原子というものを見せていただきたい」
と言ったとか言わないとかいうお話を思い出しました。
Re: (スコア:0)
「本当は原子というのは茨城のお百姓さんが汗水たらして畑で作っているんです」
ってオチだったかな。
Re: (スコア:0)
量子コンピュータはNP問題を多項式時間で解けるわけではありません、というのはさておき。
以前の量子アニーリングの時にも思いましたが、「それは量子的じゃない！」って批判はなかなか現実的成果を示せない伝統的な量子ゲート方式の研究者たちがやっかみや保身で言ってるんじゃないの？という印象があります。（偏見）
まあ「量子的」かどうかなんてのはどうでもいいと思います。おもしろければSFかどうかなんてのがどうでもいいように。
Re: (スコア:0)
光で量子コンピュータ、東大ときたら関連ストーリーにもある古澤明氏が思い当たるんだけど、発表に彼の名前がないのはなぜだろう。
あちらは汎用量子コンピュータの研究をしていますが。
関わってないのかな？
Re: (スコア:0)
今回のデモンストレーションで光子コンピューターの予算が増えたら、件のゲート型光量子コンピューターの研究も進めやすく…なるのかな…？
Re: (スコア:0)
それを言うならMOS FETだって本質的に量子効果で動作しているでしょ
シュレディンガー (スコア:1)
計算結果を観測すると結果に影響が出ますので、観測しないでください。
この禁則事項を破ると二分の一の確率で猫が死にます。
Re:シュレディンガー (スコア:2)
悲劇を防ぐため、猫バンバンしましょ
Re:シュレディンガー (スコア:3, 参考になる)
あまり強くバンバンしちゃうと怖がって逆に出てこなくなる場合があるので軽くコンコンしてあげてください。
# とマジレス
Re: (スコア:0)
まったくもってねこめ〜わくな話ですな
Re: (スコア:0)
ドンドコ！ドンドコ！
Re: (スコア:0)
いまは
ねこめ(〜わく)
とカッコが必要
「…なるものを一般公開へ」「…なる発表を行っている」 (スコア:1)
寡聞にして存じませんが、スラド的には「アレゲな感じでよろ！」というスタンスでよさげ？
Re: (スコア:0)
？？？
qnncloud で解ける最適化問題は MAX-CUT だけ (スコア:1)
さらに，プレスリリースの用語解説の MAX-CUT で
（略）異なるグループに属するノード間に張られたエッジの数が最大となる分け方を求める問題。
となっているので，辺の重みは +1, -1 の2種類のみの特別な場合．
（一般には，辺の重みは任意の値で，異なるグループどうしを結ぶ辺の重みの和を最大にするように分割する）
疑問点
- 公開は必要？
- 誰か MAX-CUT を解くのを試したい？
- ニューラルネットワークの要素がないのに，なぜ名前が量子ニューラルネットワーク？
- Goemans Williamson のアルゴリズムとの比較は見つかった [mdpi.com]けれど，量子最適化機の D-Wave とは比較されている？
Re: (スコア:0)
その読み方をするなら重みは +1 だけじゃない？
用語解説で「重み」とか使いたくなかっただけのような気がする。
Re:qnncloud で解ける最適化問題は MAX-CUT だけ (スコア:1)
その読み方をするなら重みは +1 だけじゃない？
開発者たちの論文 [mdpi.com]の4章は次のように書いています．
computational experiments were conducted on fully connected complete graphs （略） the n ( n − 1 ) /2 edges are randomly weighted { ± 1 } .
イジングモデルを直接適用できるように重みを +1, -1 に設定しています．
用語解説で「重み」とか使いたくなかっただけのような気がする。
重みを扱えるようになったのでしょうか？
Re: (スコア:0)
> - 公開は必要？
> - 誰か MAX-CUT を解くのを試したい？
新しいアルゴリズムを提案する論文ではコードを公開することも多いと思いますが、それと同じ意義があると思います。
論文中で速く解けると主張するだけでなく、様々な問題に対して検証できる場を提供する意義は大きいのではないでしょうか。
> - ニューラルネットワークの要素がないのに，なぜ名前が量子ニューラルネットワーク？
要素がないとはどういうことでしょうか？
詳しくはわかりませんが、±1の2状態を取るような素子が相互にパルス結合されているようなので
一種のニューラルネットワークモデルの実装だと考えても不自然ではないと思いますが。
Re:qnncloud で解ける最適化問題は MAX-CUT だけ (スコア:1)
新しいアルゴリズムを提案する論文ではコードを公開することも多いと思いますが、それと同じ意義があると思います。
論文中で速く解けると主張するだけでなく、様々な問題に対して検証できる場を提供する意義は大きいのではないでしょうか。
検証という点では，研究者に公開するなら意義があると思います．プレスリリースを出して一般に公開することと，検証のつながりが良くわかりません．
詳しくはわかりませんが、±1の2状態を取るような素子が相互にパルス結合されているようなので
一種のニューラルネットワークモデルの実装だと考えても不自然ではないと思いますが。
なるほど．要素はあるんですね．あなたが不自然に思わないこともわかりました．
「要素がないのに」を「要素が薄いのに」に訂正します．
一種のニューラルネットワークモデルの実装と考えて不自然ではない程度だと，その種類（パルスネットワーク？）を具体的に名前にする方が適していると思います．開発者の一人のポスター (PDF) [nii.ac.jp]の題名「光発振器ネットワークで組合せ最適化問題を高速に解くコヒーレントイジングマシン」を参考にすると，「光発振器ネットワーク型コヒーレントイジングマシン」の方が誤解を招かないのではないでしょうか．
Re:qnncloud で解ける最適化問題は MAX-CUT だけ (スコア:1)
要素があるなら，その名前をつけて良いというあなたの考え方に，私は賛成しないというだけです．今回の機械はコンピュータの要素があるから，量子コンピュータと呼んで良いでしょうか？私にはそう思えないのですが．
でもあなたが量子ニューラルネットワークの方が適切だと思うのは自由です．私はあなたの意見に納得しなかっただけで，あなたの意見を変えたいとは思いません．
自分の考えを客観的に見る．そして勉強する (スコア:1)
あなたのコメントに関する疑問点について，いくつか質問しようかと思いましたが止めました．理由は次の3つです．
(a) あなたは違和感の根拠を既に知っている．
(b) あなたの使う用語が曖昧で話が通じない．
(c) 理解したいなら，勉強しましょう．
(a)
私は「量子ニューラルネットワーク」が適切であると考えているわけではありません。
あなたのコメントから2つの可能性を考えました．
(1) ニューラルネットワークの要素は濃いが．欠けている部分もあるので量子ニューラルネットワークは適切ではない．
(2) 量子ニューラルネットワークが適切ではなく，ニューラルネットワークの要素は濃くないが，薄いとは思わない．
(1), (2) のどちらでも，今回の機械はニューラルネットワークではない部分があると，あなたは思っているわけです．その「ではない部分」を私が重要視していると考えれば，私の違和感が納得できると思います．
単にあなたの意見を聞きたいと思っています。
意見を聞かなくても，あなたは「ではない部分」をわかっているでしょう． その「ではない部分」を説明せず，ただただ意見を聞かれるのは，不親切で非協力的だと思う人もいるかもしれません（私は思いませんが）．
(2)
たとえば、イジングマシンはボルツマンマシンとほぼ同義のように思われますが、
まず，「イジングマシン」とは何でしょうか．イジングマシンという用語は定着していないようで，検索では見つかりませんでした．
[可能性1] イジング計算機 (PDF) [hitachihyoron.com]だとニューラルネットワークはまったく言及されていません．
[可能性2] 今回の機械はコヒーレント・イジングマシン [wordpress.com]という名前でもありますが，コヒーレントを取った場合の「イジングマシン」がどうなるのか，あなたのコメントと検索ではわかりません．
[可能性3] イジング模型（モデル） [wikipedia.org]は知られている用語ですが，あなたのコメントからこの用語を指しているか曖昧で，確証が持てません．
さらに「ほぼ同義」とは何でしょうか？「ほぼ」とはどれくらいですか？わからなくて困ります．違う部分をきちんと説明する方が話し合いが進むとは思いませんか？
あなたは，この2点だけ見ても自分の考えを伝えることに失敗しています．いい加減な用語を使われた私は調べなければいけないのでしょうか？用語をいい加減に扱っている人に，私の考えが伝わるでしょうか？あなたは相手の話を聞かず，一方的に自分の言葉を押し付けて，相手を困惑させていることはありませんか？
(c)
単にあなたの意見を聞きたいと思っています。
私の意見より，きちんとしたテキストの方が理解できます．謎の用語「イジングマシン」はテキストに掲載されている可能性が唯一あるイジングモデルと仮定し（違うならご自分で調べてください），次の3種類のテキストを見ます．(i), (ii) は PDF ファイルが公開されているので，すぐ読めます．
(i) Information Theory, Inference, and Learning Algorithms [inference.org.uk]
(ii) The Elements of Statistical Learning [stanford.edu]
(iii) Pattern Recognition and Machine Learning [microsoft.com]
イジングモデルとボルツマンマシンがテキストのニューラルネットワークの章に含まれるかどうかは次の通りです．
---
(i) ニューラルネットワーク 5章
イジングモデル 4 31 Ising Models（含まれない）
ボルツマンマシン 5 43 Boltzmann Machines（含まれる）
(ii) ニューラルネットワーク 11章
イジングモデル 17.4 Undirected Graphical Models for Discrete Variables（含まれない）
ボルツマンマシン 17.4 Undirected Graphical Models for Discrete Variables（含まれない）
(iii) ニューラルネットワーク 5章
イジングモデル 8.3. Markov Random Fields（含まれない）
ボルツマンマシン 説明なし （含まれない）
---
イジングモデルをニューラルネットワークに含んでいるテキストはありません．ボルツマンマシンは含まれている，いない，説明がないなど色々です．
イジングマシンモデルとボルツマンマシンがほぼ同義だという理解とこれらのテキストの内容を照らし合わせてみてください．(ii) では分野の違いだけで同一だと書いてある一方，(i) では違っています．
これらのテキストを読めば，私の根拠だけでなく，他の区別も理解できて得でしょう．自分の考えに客観的になれるのならば，他人に根拠を尋ねる前に，このくらいは自分で調べることもできたと思いますが．
これだけ情報があり，理解したいなら，必ずわかると思いますが，わからなければ，誰かわかる人に家庭教師を有償で頼んでください．ただ働きは私だけで結構です．
無償でこれだけの情報をお伝えすれば十分ではないでしょうか．頑張って勉強して下さい．
量子ニューラルネットワーク実機見学会レポート (スコア:1)
無償公開される、スパコンより高速な「量子ニューラルネットワーク計算機」とは何なのか [impress.co.jp]
予算獲得のためなら・・・・ (スコア:0)
予算獲得のためなら、黒いものが白くなる。
Re:予算獲得のためなら・・・・ (スコア:1)
技術力よりも政治力が重要ですんで
コミュニケーション能力とも言う
Re:予算獲得のためなら・・・・ (スコア:1)
コミュニケーション能力って黒い物を白くする能力だったのか。
なんか色々分かった気がする。
Re: (スコア:0)
実際、欧州や中国の「環境問題対策の為にEV車以外の車を規制する」という方針も、(黒まで行かなくても)濃いグレーを白くしている面もあるんじゃない？それがきっかけになって本当に環境に優しいEV車社会が実現する可能性も否定できないとは思うけど。
Re: (スコア:0)
NASAやGoogleの関わるD-Waveすらそうですしね。
量子化された値を使うニューラルネットワーク (スコア:0)
ニューロンの発火や値の伝搬を実数値とかで計算するより、0/1だけとかで計算した方が速いから、そんな感じに計算をはしょりつつ、普通のニューラルネットと同じぐらいの性能を出せないかと工夫する研究も流行ってると聞くけど、まあ、違うだろうね。
Re: (スコア:0)
それって例えば8ビットの情報処理するのにニューロン8個必要になって結局総計算量変わんないんじゃないの…
Re:量子化された値を使うニューラルネットワーク (スコア:1)
普通のニューラルネットワークで1000本ノックみたいに練習して学習させるのを、
0/1の間を一瞬で最適化する量子アニーリングで学習させるんだよ
たぶん
Re: (スコア:0)
ニューラルネットだと、8ビットの情報処理が要らない部分も多いので。64ビット浮動小数を16ビット固定小数にしたらどうかとか、8ビットではどうかとかあれこれ。
理論については去年のものが詳しい (スコア:0)
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20161021/index.html [jst.go.jp]
このときはそんなに批判されなかったですよ
Re: (スコア:0)
キャッチーな言葉が好物な人たちもいるから
中の人もお金出す人も日本下げに忙しい人もね
Re: (スコア:0)
量子だなんて一言も言っていなかった(むしろ否定していた)からね。
量子とは何の関係もないものにマーケティング上の理由で量子と付ける商法 (スコア:0)
おいFirefox Quantumの悪口はやめろ