专家访谈专家访谈
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朝着解决更复杂问题的方向发展
── 使用D-Wave机器之后,您认为未来量子退火机器会朝什么方向发展?
从应用的角度来看,量子退火的当前状态可以说处于中间位置。它既是工业用途的问题解决机器,又是基础科学的实验机器。与其说我们能够很好地处理这两者,不如说我们还没有能够最先进地利用这两者。从现在开始,我认为我们将看到针对每种应用的专门方法的出现,具有更先进的功能和性能,以及体现这些方法的机器。
── 性能会持续提升吗?
自 2011 年发布第一台机器以来,D-Wave 机器大约每两年更新一次。最初的 128 个量子位现在是 2048 个量子位。我听说下一台机器将有 5640 个量子位。这意味着规模化的速度正在加快。
量子退火机将无法正常工作,除非芯片上用于计算的元件具有完全相同的形状、尺寸且不变形。当然,随着元件数量的增加,设计和生产的难度也显着增加。对于 2048 个量子位,必须有 2048 个相同的元素排列。此外,计算装置也将安装在同一地点。因此,这些芯片的良率极低。与传统的数字电路(如果其特性落在一定范围内就可以正确运行)不同,用于量子退火机的芯片具有极高的门槛。
── 随着处理的量子比特数量的增加,应用方面会发生什么变化?
例如,当考虑将多个部件组装在一起的拼图时,您可以处理大量相互接触的部件。目前的 D-Wave 机器只能处理 1 个零件被 5 个零件接触的情况,但似乎它将能够处理零件接触数量增加到 15 个的情况。这意味着您将能够解决更复杂的问题。
── 您认为日本企业和大学在推进量子计算机及其使用技术方面最能在哪些方面做出贡献?
这是一个理论。我认为我们可以通过理论来进一步提高计算精度。日本在制造业方面落后于世界其他国家一些,赶上很重要,但如果你想想至少在现阶段你可以在哪些方面为世界做出贡献,我认为你需要在理论上动动脑筋。我希望这项研究的结果能够带来新的想法,为制造业提供智慧,并为量子计算机提供更多的用途。
与大学等研究机构不同,我们希望公司能够探索应用程序。即使申请方法相似,每个国家和文化所需的内容最终也会有所不同。最后,无论你用什么方法来“改变世界”,无论是跟随还是尝试,只要你仔细想一想,你都会得到不同的方法。一个意想不到的方法很有帮助。最好从这一点开始。至少,我坚持不懈地追求各种应用示例,找到它们背后的共同想法,并将它们运用到广泛的领域。不然的话,我们不可能和这么多公司进行联合研究。这是一种很难用言语表达的价值,或许只有做过的人才能理解。
这似乎有些矛盾,但我认为,当研发资金不足时,这是一个很好的机会。在日本,尽管预算有限,但通过拼命的努力,研究人员已经能够以他们从未想象过的方式完成他们的研究。我们也在努力用纸和笔去创造新的成果。这本身就成为一种武器。当然,光这么做会很无聊,所以我也涉足应用研究。我觉得有必要增加你的存在感,这样当你提出一个优秀的理论并最终创造出世界上罕见的有趣的东西的那一刻,当这个理论被实施、实现并被认为是有意义的东西的那一刻,你就能吸引投资。
过去,当量子退火被宣布时,它一开始只是一个理论,并以“哦,对了”的气氛出现在世界上。距今已有大约 20 年了,现在它已经很流行了。我认为更重要的是创造一个研究环境,让你有足够的心理空间去做各种事情并欣赏结果。有时我觉得日本的研究活动没有吸引力。为了突破这种氛围,我想创造一种氛围,让人们觉得可以尝试一些看起来很有趣但实际上很有趣的东西。
东北大学建立了东北大学量子退火研究开发中心(T-QARD)。它不仅仅是研究人员和研究生的聚会,而是任何有兴趣的人都可以使用 D-Wave 机器、尝试自己的想法、进行讨论,并在不知不觉中成为成熟的量子退火用户的地方。在这个中心(主要是本科生),我们在网络上发布了一个知识空间,总结了世界各地使用量子退火的最佳方法。
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意想不到的发展,本科生们觉得很有趣,逐渐开始介绍如何使用D-Wave机器。日本的大学生,东北大学的学生,很了不起。他有真正的学习欲望并有能力采取行动。他继续为 T-QARD 的所有活动提供灵感。感受到这种新气息的领域是量子退火及相关领域。为了巩固这一势头,今天和明天我将继续跑步。
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个人资料
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东北大学量子退火研究开发中心主任
2008 提前完成东京工业大学理工学院研究生院凝聚态物理系博士课程。 2016年10月起担任现职,历任东京工业大学产学官合作研究员、罗马大学物理系研究员、京都大学信息学研究科系统科学系助理教授。他从事机器学习理论及其应用的研究,包括设计充分利用称为量子退火的计算技术的新型计算平台,以及所谓的深度学习。荣获2009年度丰岛诚一纪念研究奖博士论文奖。 2012年获得第6届日本物理学会青年鼓励奖。2016年获得GTC Japan 2016社会创新奖。2016年获得文部科学大臣颁发的青年科学家奖。2018年IT工程师图书奖技术图书奖、平木庆太特别奖、千代田圆特别奖
<最近读的书>《机器学习概论 - 从玻尔兹曼机器学习到深度学习 - (Ohmsha)》《量子计算机加速人工智能》(日经 BP/合著者)》《教授,这是量子的作品吗?》(小学馆)、《贝叶斯估计概论 - 从模型选择到贝叶斯优化》(Ohmsha)、《人工智能基础》量子退火(Kyoritsu Shuppan/合著者)”
作家
伊藤元明
光线有限公司代表
在富士通担任 3 年半导体开发工程师,在 Nikkei Micro Devices、Nikkei Electronics、Nikkei BP Semiconductor Research 等公司担任记者/台/编辑 12 年新闻工作,在 Techno Associates(Nikkei BP 和三菱商事的合资智库)担任顾问 6 年为制造商业务提供支持,以及在日本广告部门担任广告制作人 4 年营销支持Nikkei BP 的技术信息组。
2014年,他独立成立了光线有限公司。该公司提供专门从事技术营销的支持服务,公司考虑并付诸实践如何向目标受众(主要是科技公司)准确传达技术的价值。










