@yuichirominato 2019.01.13更新 986views

【教育】Quantum Native、量子コンピュータや量子物理学のネイティブ対応

Quantum Native 教育 量子コンピュータ

はじめに

実は先日大岡山の東京工業大学にて小中高校生向けの量子コンピュータ(アニーラ)教室が行われました。弊社MDRはそのマシンの提供のために社員で出向いてまいりました(D-Waveマシンはアカウント保持者が動かす必要がある)。

こちらです。

https://www.titech.ac.jp/event/2018/043058.html

当日はサプライズゲストとして東工大の益学長もお忍びで参加されていて大変盛り上がりました!

あら、写真までアップされた(^_^;) 楽しかったです\(^o^)/ https://t.co/Z0hbIXHggU— Kazuya Masu (@masu1017) 2019年1月12日

元々は東京工業大学の学生さんが子供たちのために何かをやりたいというところから出発し、MDRとしてもマシンの利用を快諾しました。正直子供たちがどういう反応をするのか全くわからなかったので想像がつかなかったのですが、当日は大変驚き刺激になりましたので、その体験を少しでも多くの方に知ってもらうためブログに書くことにしました。

まず、東工大の学生さんがすごすぎる><

まず今回の教室は東工大の学生さんの話から始まりました。東京工業大学基金のサポートを受けて教室をやるのだけど、せっかくなので量子コンピュータができないかとの相談です。

東京工業大学基金とは

東京工業大学では、創立130周年を契機に戦略的な運営を支える財政基盤を強化すべく東工大基金を創設しました。 東工大基金はこれまで各種奨学金の充実、学生の海外派遣及び留学生の受け入れ支援、若手研究者への大型支援、理科教育の振興支援等に活用しております。創立150周年を迎えようとする2030年を目途に「世界トップ10に入るリサーチユニバーシティ」の実現を目指し、教育研究における改革をスピード感をもって進めているところであり、改革の着実な展開及び成果の結実のために、ぜひ皆様のご支援をお願いいたします。

https://www.titech.ac.jp/giving/

基金を活用した教室としては大成功じゃないでしょうか。当時弊社はカナダの有名ベンチャー企業のD-Wave社と契約を行い、実際のマシンを活用した開発を進めているというニュースがでて比較的界隈では有名になっていました。

https://www.dwavesys.com/press-releases/mdr-corporation-and-d-wave-systems-announce-quantum-computing-agreement

もちろん世界中で量子コンピュータが使える人材はまだほとんどおりませんのでどうなることやらと思いました。今回の企画も誰が教えるのかなと思っていましたが、、、

「東工大の学生さん優秀すぎる><」

この一言です。実は今回の企画は情報理工学院山村研究室の学生さんが中心となっていて、実は量子が専門ではありません(多分)。量子専門以外の学生が量子コンピュータに興味を持って運営という時点でだいぶ広がっているなと思った一方で、、、

「資料がすごすぎる」

私たち日々実務に勤しんでいる身からしても「即戦力」の一言。自分たちの持っている技術や知識をなんの躊躇もなく量子アニーリングや量子コンピュータに応用できる力が最初から付いています。資料の作り方に隙がないどころか、アドリブにも対応し、かつ私たちとは異なる視点からのアプローチに感激しっぱなしです。正直東工大の学生さんたち鳥肌立つくらい優秀すぎます><

日本の未来は明るいです。

実は昨年同じように分野横断で他分野の方の活動で驚いたことがあったので、他分野の方でも十分普通に量子コンピュータを始められるという体制が整っているのだと実感しました。ちなみに昨年一番おどろいたのはこちら、

「量子コンピュータでニューラルネットワークな論文紹介 〜量子ニューロンの実装〜」

https://qiita.com/piyo7/items/2104fe7084c95ed4b97b

数学科ということで、演算の捉え方の視点がとても素晴らしく驚きました。量子フーリエ変換もおすすめです。

https://qiita.com/piyo7/items/d6f95876c7ec0188f991

これがQuantum Native、量子ネイティブ、生まれ持った能力かと思いました。。。

とにかく資料作りから会場運営した方々お疲れ様でした。東工大の未来は明るいです。

そして、子供たちがすごすぎる

まだ驚くのは早いです、とにかく量子コンピュータに対する理解と吸収は子供は抜群です。

特に量子コンピュータは今のコンピュータの仕組みと微妙に違うので、答えが1つに定まらないとか、そういった新しい概念は大人の方はなかなか体感して感じることが難しく、一度頭で考えて咀嚼してから無理やり身につけないといけない(ぼくもそうです)ので大変です。

子供たちはなんの抵抗感もなくサクサク資料を進めていきました。

今回とても新鮮だったのが女性が多かったことです。小学生から高校生まで女子がとても多くてびっくりしました。もしかしたら女性の活躍と量子コンピュータはなんか親和性があるのかもしれません。

量子コンピュータは現時点ではパズルに近いです。量子アニーリングのイジングモデルや、量子コンピュータのゲート回路はほぼパズルと数学です。

かつ大事なのが、量子アニーリングに加えて最近IBM社が発表したSystem Oneです。こちらは汎用型マシンなので、従来型の今私たちが使っているPCと同じ計算もできます。

IBM、量子コンピュータ「IBM Q System One」を商用化したと発表https://t.co/xNaanS1iAD pic.twitter.com/a8aWHElUMx— ITmedia NEWS (@itmedia_news) 2019年1月8日

この新しい概念のパズルと、これまでの汎用計算を兼ね備えた新しい汎用型のマシンの活用は今の子供たちにかかっているのは明白です。これから実用化のフェーズで20-30年を必要とし、ちょうど大きくなった時に全盛期がくると思います。

将来の汎用型の量子コンピュータでは汎用計算と高速計算が混じっているので、それらをうまく使い分けながら量子コンピュータの性能を引き出すということが必要になります。

現在まだプログラミングの流れも始まったばかりですがすでに高度化しています。人材育成もとても大事ですので、今後は才能のある子を発掘して、国内の層も厚くして基盤作りに貢献したいと思うような出来事でした。

量子ネイティブ、Quantum Nativeを育成するには

量子コンピュータに対して苦手意識がなくすんなり受け入れられる人材の育成が大事です。弊社MDRでは量子ネイティブが何名かいます。空気を吸うように量子コンピュータを理解し、世界と戦い協業し、ようやく昨年世界の舞台に立つことができました。今後は広い基盤の構築が大事になります。

量子ネイティブといっても、汎用型マシンの場合にはほとんどが従来型のPCのシステムの理解も必要です。量子コンピュータが得意とする位相計算などは高速性に分類されますが、主に汎用回路の中に時々出てくるくらいで、ときたい問題に対して通常の機械学習や計算機科学に関する知識も必要になります。

そういった意味で、通常のプログラミング+量子プログラミングの両方を覚える必要があります。量子ネイティブを意識しすぎず、まずは基本の計算機科学を学んだ上で量子プログラミングを身につけるので十分かと思います。その際に先入観があると覚えにくいので小さい頃に少し量子の考え方を身につけておくのでいいと思います。

大事なのは、数学ですが、多少の量子物理学も覚えておくと苦労しないと思います。あと、意外と大事なのは英語で、仕事であっても朝から晩まで論文を読んで実装をするので、英語能力はあった方が助かります。海外のコミュニティも英語なので。もちろん普通に読む分にはgoogle翻訳などありますので以前よりは楽ですが。

就職活動と量子コンピュータ

最近少し聞くので書いておきます。就職活動に対して量子コンピュータが役にたつかどうかです。

多分役にたつと思います。

1、機械学習も学べる
2、量子コンピュータ人材が不足している
3、量子コンピュータ人材は民間は比較的高給(?)

基本的には分野は機械学習に近く、そして人材が不足しているので就職にも有利かと思います。学生での活動に量子コンピュータのプログラミングを入れておいて、こういうのをプロジェクトで構築しましたというのはなかなかイメージいいのではないでしょうか。費用対効果はとてもいいと思いますので無理のない範囲で学ぶことをお勧めします。

最後に

今回の東工大の取り組みは素晴らしいものと感じました。弊社もこういった活動を応援するだけでなく、自社としても取り入れて、全国の子供たちに量子コンピュータの授業を提供できる取り組みを早速始めてみたいと思います。テキストや運営は手順がすでにあるので、興味がある方はぜひお声がけください。

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