通过简单的操作即可得到结果量子计算机卓越与挑战

2018.06.29

大关雅之
东北大学信息科学研究生院应用信息科学系副教授

在所有行业中使用量子计算机的势头不断增强。人们对这款产品的期望很高，号称能够“以惊人的速度解决商业中经常出现的、传统计算机不擅长的组合优化问题。”然而，尽管很多人谈论量子计算机的潜力，但真正体验过使用它们的人却很少。首先，以困难的物理术语“量子”命名的计算机可以像传统计算机一样使用吗？需要哪些技能才能有效地使用它？很少有人有明确的答案。我们请东北大学的 Masayuki Ozeki（他使用世界上第一台商用量子计算机 D-Wave Systems 的机器）开发新的应用程序并找到更有效的使用方法，从用户的角度了解量子计算机。

（采访/文字/伊藤元明照片/Chisato Kurotaki (Amana))

我在指导下开始研究量子退火

── 量子计算机的话题已成为各种媒体频繁报道的话题。

我是东京工业大学理学院物理系量子退火专业的学生^*1的提出者的西森秀俊教授的实验室里，我一边用纸笔进行理论研究，一边进行计算、绞动脑筋。但我觉得基础科学领域的开放大门越来越窄，所以我觉得有必要尝试其他领域，所以2010年前后我把立足点转向了信息相关的研究领域。幸运的是，这一决定是在机器学习研究刚刚开始兴起之际做出的，机器学习允许计算机自动提取数据趋势。

在研究机器学习时，我听到一个传言，加拿大风险投资公司 D-Wave Systems 发布了一款实现量子退火的商用机器。东京工业大学西森实验室一直在进行量子退火的理论研究，所以我们很清楚这项技术的潜力。然而，当我听说他们制造了一台工作机器并正在出售时，我开始好奇它是否真的那么有用。

── 所以你研究了 D-Wave Systems 创造商用机器的目的。那么，你觉得怎么样？

我同意。通过学习和研究人工智能（AI）和机器学习，我们学会了如何解决现实世界中的组合优化问题。^*2这是传统计算机无法轻易解决的。当我得知 D-Wave 大胆尝试使用量子退火机解决许多组合优化问题时，我觉得它绝对有一席之地。结合量子退火和人工智能的信息处理尚未开发，因此我决定继续研究该主题。

然而，当我在研究它时，我发现仅仅从理论上思考它很无聊，所以我决定如果我有一台可以工作的 D-Wave 机器，我想尝试一下。当时，我收到了西森教授的邀请，使用谷歌的 D-Wave 机器进行合作研究。于是，我开始提出用D-Wave机器解决的各种问题以及看起来很有趣的使用方法，但我的想法似乎有点太牵强了，虽然我们能够谈论一个联合研究项目，但我发现我当时提出的方法已经被纳入D-Wave机器的最新功能中，这让我感到有些沮丧（笑）。

但是，我很想用一次，所以我觉得我别无选择，只能自己做，所以我直接问D-Wave，“租一台机器要多少钱？”然后我发现它出奇的实惠。如果我管理好我的研究费用，我可能可以拿出这个数额，所以我决定尝试一下。