デジタルアニーラは、新しいコンピュータです。今までのコンピュータで計算すると時間がかかってしまう問題も、とても速く問題を解くことができます。 最終更新日 2018年11月16日 デジタルアニーラって? デジタルアニーラって? 量子コンピューティングの最新動向[前編] : FUJITSU JOURNAL（富士通ジャーナル）. 富士通で開発した新しい計算方式を、デジタル回路を使って実現したコンピュータ(計算機)のことです。 現在(2018年11月)、富士通のクラウドサービスとして、デジタルアニーラを提供していますが、オンプレミスサービスとして、上のイラストのような計算機(イメージ)としての提供も考えています。 オンプレミスサービスって、どういうことですか? サーバ、ネットワーク、ソフトウェアの設備をお客様先に設置してサービスを提供する形態です。(例えば、お客様のデータセンターに設置して、サービスを提供したりすることです) 「デジタル回路を使って実現」っていうけど、私たちのパソコンとどう違うの? 私たちは、パソコンを使ってどんなことがしたいかにあわせて、ソフトウェアをインストールしてますよね。例えば、「計算してグラフ化したい」「イラストを描きたい」「発表資料を作りたい」など。デジタルアニーラはソフトウェアをインストールしません。すでにデジタル回路に富士通で開発した計算方式が組み込まれています。その デジタル回路と新しい計算方式によって一番良い組み合わせを求めることができるのがデジタルアニーラ です。 つまり、デジタルアニーラはすでに計算式が組み込まれているから、「できること」が決まっている、ということですね(各個人用に組み立てられない)。それだと、デジタルアニーラがどれくらスゴイことができるのか、よくわからないのですが・・・ はい、デジタルアニーラは「一番良い組み合わせを求めることができる」ということなのですが、具体的な例で説明しますね。 何ができるの? (組合せ最適化問題) 「組合せ最適化問題」って、どんな問題ですか? 「条件を満たす組み合わせの中で、もっとも良い成績をだしてくれるものを求める問題」を指します。具体的に「運送業」の例で説明します。 運送屋さんがトラックに今日の配達分の荷物がくずれないように、隙間なく全体的に荷物の高さが低くなるように(安定するように)積むにはどうしたらよいか、という問題です。今は配達員の経験に左右されますが、事前にどのように積めばよいのかがわかると時間短縮になって大助かりです。 荷物の積み方だけでなく、他にも色々あります。例えば ネットワーク設計問題(交通・通信網、石油・ガスのパイプライン網) 配送計画問題(郵便・宅配便・店舗や工場への製品配送) 施設の位置問題(工場、店舗、公共施設) スケジューリング問題(作業員の勤務シフト、スポーツの対戦表) 災害復旧計画問題(救助、救援活動、物資輸送) など スゴイ・・・、たくさんあるんですね!
ここで少し、コンピュータの原理についてお話します。 コンピュータは情報を「0」と「1」の集合体で表現します。その一つ一つは「ビット」と呼ばれます。既存のコンピュータでは、電圧をかけたときの電流の流れがあるかないか(ONかOFFか)で、ビットを表現します。 それに対し、量子コンピュータでは、量子の重ね合わせの原理により、1つのビットで「0」と「1」の両方を「同時に」持つことができます。なぜそうなのかは割愛します。下記IBMのリンク等をご覧ください。量子コンピュータのビットは「量子ビット」と呼ばれます。 「0」と「1」を同時に持つことができるということは、複数の状態を一度に表現することができるということになります。 コンピュータで問題を解こうとするときに、考慮すべき要素が複数ある場合、その要素の数に応じて指数関数的に計算時間がかかります。 例えば、全ての都市を最短距離で回る経路を求める「巡回セールスマン問題」を解くことを例にとりますと、巡回する都市が30都市になった場合(都市の数=要素数)、29 x 28 x … x 2 x 1 ÷ 2=1京 x 1京ものルートがあり、その中から最短経路を求めることになります(円順列(n – 1)! から逆回りの分を2で割って算出します)。 富士通によれば、これを既存のデジタル回路であるスーパーコンピュータに総当たりで計算させると、8億年かかるそうですが、量子アニーリング方式のコンピュータで計算させると1秒以内に算出できるとのことです。 量子アニーリング方式は、巡回セールスマン問題のような「組み合わせ最適化問題」を解くことに特化しています。解決したい問題から組み合わせ最適化の部分を抽出し、量子アニーリングマシンに渡すパラメータを設定すれば、計算させることができます。 パラメータの設定はどのように行うかといいますと、コンピュータに解かせたい問題を、以下の数式で表される「イジングモデル」の形に落とし込みます。 出展:物理のいらない量子アニーリング入門(株式会社ブレインパッド) 量子アニーリングでは、イジングモデルで表されるHが最小となる2値パラメータSi, Sj(=スピン)の組み合わせを見つけることにより、最適解を求めます。Hは、ハミルトニアンと呼ばれ、スピンの状態に応じたエネルギーを表します。詳しくは、参考にある「物理のいらない量子アニーリング入門」をご覧ください。 なぜ今、量子コンピュータへの需要が高まっているのか?
15℃)まで冷やした超伝導状態 *8 で量子をコントロールします。Dウェーブ社の量子コンピュータは、組合せ最適化問題を解くための専用マシンです。その原理として使われているのが、東京工業大学の西森秀稔教授らが考案した「量子アニーリング(焼きなまし)」理論です。このマシンを使って特定の問題を計算させると、同じ問題を従来型のスーパーコンピュータで計算させた場合の1億倍の速度だと評判になったのです。 [図3] 従来方式とアニーリング(焼きなまし)方式の解き方の違いイメージ 齋藤 ── ということは将来的に量子コンピュータは、量子アニーリングマシンに集約されていくのでしょうか。 堀江 ── それはわかりません。量子コンピュータの将来像を現時点で描くのは難しいというのが、正直なところです。我々も量子コンピュータの研究にはかなり前から取り組んでいて、その成果の一つがデジタルアニーラなのです。これは物理的な量子現象を利用するのではなく、量子現象の振る舞いに着想を得て設計したデジタル回路よって、複雑な問題を瞬時に解くものです。量子デバイスをコントロールして量子効果を生むのは容易なことではないため、実際に量子デバイスを動かしているわけではありません。 齋藤 ── それほどまでに量子コンピュータは実現が難しいと?
東: デジタルアニーラは量子の発想をデジタル回路で実現した技術です。量子は0と1が同時に存在するという摩訶不思議な特性を持つため、高速な計算処理が可能です。当社では20年以上量子デバイスの研究開発を続けています。その研究者がコンピュータの研究者と交わって、「量子デバイス的なことをデジタル計算機を使ってできないか?」という独特な発想から生み出しました。だから量子デバイスだけを研究している人には作れなかっただろうし、逆にコンピュータだけの研究をしていた人には生み出せなかったと思います。二つの領域を偶然一人の人間が跨いだからこそ発明できた技術なのです。 長谷川: 昨年デジタルアニーラの開発を発表し、今年から本格稼動という非常に早いペースで進められていますね。お客様の反応はいがかですか? 東: 定期的に情報をリリースしていますが、その都度かなりの反響をいただいております。たとえば投資ポートフォリオの事例を通じて金融業界、創薬の分子類似性の事例を通じて化学業界などのお客様から引き合いがございます。最近では社内で実践した工場内の動線最適化の事例から、物流・流通業界のお客様から同様なことができないか、あるいはそれを発展させたことができないかというお問い合わせもいただいております。 デジタルアニーラによる解決が期待される組合せ最適化問題 長谷川: 最適化の問題は皆様の耳には少し聞き慣れない問題かもしれませんが、実は古くからある問題でもあります。このようなテクノロジーが出てきたことによって、新しいチャレンジや再び向き合うよい機会だと思っています。お客様からはどのようなご相談がありますか? 東: 国内では、ソフトウェアで従来は長時間かけて処理していたものを高速化したいという相談を多く受けます。一方海外では今まで処理していたことではなく、さらに一歩進んだ斬新なアイディアで新しいことをやれないかというお問い合わせが多々あります。 長谷川: 創薬におけるタンパク質の解析という先端的な領域だけでなく、我々にも身近な領域、たとえばプロ野球やプロサッカーの試合の組み合わせにも、裏では処理に最適化が使われています。実は私たちの生活の身近なところでも処理に壮大な時間を要している問題はございますが、今後デジタルアニーラの市場としてはどのような領域が延びるとお考えでしょうか? 東: 物流における動線の最適化や交通量・交通経路の最適化、それを応用して船の港湾の最適化などの領域に注目しています。 動画: 【導入事例】富士通ITプロダクツ デジタルアニーラを倉庫内の部品配置や棚のレイアウトの最適化に活用した(株)富士通ITプロダクツでの事例 長谷川: 物流や生産の現場には非常に大きなチャンスがあると思います。デジタルアニーラはクラウドサービスもあるので比較的導入しやすく、従来の仕組みに組み合わせて導入できるのもひとつのポイントですね。今後富士通としてはこのテクノロジーを普及させていくため、どのようなことに取り組んでいくのでしょうか?
ここまで、量子コンピュータについて話してきました。D-Wave社の量子アニーリングマシンの登場や、量子アニーリングの考え方からヒントを得た富士通のデジタルアニーラの登場など、量子コンピュータへの需要が高まっている背景には、既存のコンピュータでは演算速度に限界が出始めたからという点があります。 みなさんは「ムーア法則」を聞いたことがありますでしょうか。ムーアの法則とは、コンピュータメーカーのインテルの創業者である、ゴードン・ムーア氏が提唱した、「半導体の集積率は18カ月で2倍になる」という、半導体業界の経験則に基づいた法則です。 近年、このムーアの法則に限界が来ており、ムーア氏自身も、「ムーアの法則は長くは続かないだろう。なぜなら、トランジスタが原子レベルにまで小さくなり限界に達するからである」と、IT Mediaのインタビューで話しています。 2016年時点での集積回路の素子1つの大きさは、10nm(ナノメートル)まで微細化されています。今後技術が進歩して5nm付近になりますと、原子1個の大きさ(約0.
富士通とペプチドリームは10月13日、創薬分野の新たなブレークスルーとして期待される中分子創薬に対応するデジタルアニーラを開発し、HPCと組み合わせることで、創薬の候補化合物となる環状ペプチドの安定構造探索を12時間以内に高精度で実施することに成功したことを明らかにした。 従来、中分子医薬候補の安定構造探索は、計算量が爆発的に増加するため、既存のコンピューティングでは困難とされていた。例えば、低分子領域であるアミノ酸3個の配列種類は4200ほどで済むが、これがアミノ酸15個の中分子の配列種類となると、1. 6×10 19 の1. 6京となるという。 現在主流の低分子医薬と比べ、中分子医薬は、組み合わせ数が爆発的に増大するため、計算が困難という課題がある この膨大な演算量に対し、今回、研究チームは、複雑な分子構造をデジタルアニーラで高速かつ効率的に計算するために、分子を粗く捉えた(粗視化)構造を用いて中分子の安定構造を探索する技術を開発。この技術により、従来のコンピュータを使った計算で求めることが難しいとされる中分子サイズの環状ペプチドの安定構造の高速な探索を可能としたという。また、デジタルアニーラで求めた候補化合物の粗視化モデルを、HPCで構造探索できる全原子モデルに自動変換する技術も開発。デジタルアニーラで絞り込んだ候補から、さらにその構造のすべての原子の位置を決めることで、より精細な探索が可能となり、計算した構造とペプチドリームが実際の実験で導いた構造を比較したところ、主鎖のずれが0. 73Åの精度となり、実際の実験とほぼ同等の候補化合物を探索することができたことが示されたという。 デジタルアニーラによる中分子医薬候補(安定構造)の探索の高速化を実現 今回の成果について、ペプチドリームでは、中分子創薬における環状ペプチドの探索に今回開発した技術とデジタルアニーラを実際に適用していく予定としており、これにより中分子医薬品候補化合物の探索を高め、新たな治療薬の開発に必要な期間の短縮を図っていくとしている。一方の富士通は、今回開発した安定構造探索技術は創薬のみならず、材料開発など幅広い分野にも活用できる可能性があるとしており、デジタルアニーラで不可能を可能にしていきたいとしているほか、新型コロナウイルス感染症の治療薬開発にも適用できるのではないかとしている。 ペプチドリームによる実験で得た構造と、計算で導き出された構造の差はほとんどないことを確認 編集部が選ぶ関連記事 関連キーワード 医療 スーパーコンピュータ 富士通 量子コンピュータ 関連リンク ペプチドリーム ニュースリリース ※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。予めご了承ください。
HOME / AINOW編集部 /いま話題の量子アニーリングって何?量子アニーリングや周辺技術の研究開発の現状とか、今後の展開について聞いてきた! 最終更新日: 2019年7月10日 こんにちは、亀田です。 最近、量子コンピュータとか量子アニーリングとかいう言葉をよく聞きます。調べてみたけど、難しくてよくわからない……。 そこで今回は、量子アニーリングの研究の第一人者、早稲田大学高等研究所准教授の田中 宗先生に、量子アニーリングで何ができるのか? 量子アニーリングとは何か? そして量子アニーリングやその周辺技術は今後どのように発展していき、世の中に影響を与えるのかなど、難しい技術の仕組みよりも、活用方法など分かりやすいところに焦点を当てて、お話を伺ってきましたよ。 田中 宗先生のプロフィール 早稲田大学高等研究所准教授、JSTさきがけ研究者 2008年東京大学にて博士(理学)取得。東京大学物性研究所特任研究員、近畿大学量子コンピュータ研究センター博士研究員、東京大学大学院理学系研究科にて日本学術振興会特別研究員(PD)、京都大学基礎物理学研究所基研特任助教、早稲田大学高等研究所助教を経て、2017年より現職。また、2016年10月よりJSTさきがけ研究者を兼任。専門分野は物理学、特に、量子アニーリング、統計力学、物性物理学。NEDO IoTプロジェクト「IoT推進のための横断技術開発プロジェクト」委託事業における「組合せ最適化処理に向けた革新的アニーリングマシンの研究開発」に従事している。量子アニーリングの研究開発を加速させるため、多種多様な業種の方々との情報交換を積極的に行っている。 そもそも量子アニーリングとは? 名前は聞いたことあるけど、仕組みまではよくわからないという方が大半ではないでしょうか? 量子アニーリングとは、組合せ最適化問題を効率良く解くことができる方法とか、機械学習の一部に使うことができるとか言われていますが、あまりピンと来ないですよね。田中先生のスライドが非常にわかりやすく、まとめられていますので参考にしてみてください。 田中先生から、量子アニーリングや量子技術に関する分かりやすい書籍を2冊紹介していただきました。一つは西森秀稔先生と大関真之先生による 『量子コンピュータが人工知能を加速する』 (日経BP)、もう一つは大関真之先生による 『先生、それって「量子」の仕業ですか?
更新日:2021-04-30 この記事を読むのに必要な時間は 約 6 分 です。 抜いても抜いても生えてほしくない場所に生えてくる植物といえば、雑草です。とくに花壇を楽しんでいる方や、庭木を育てている方にとっては、せっかくの景観が失われてしまうためどうにかしたいですよね。 かといって薬剤を使用して雑草を失くすのは、周りに植えている植物に影響があり心配だという方もいらっしゃるでしょう。そんな方におすすめなのが、防草シートです。防草シートとは、その名の通りシートを敷いた場所に雑草が生えないようにするためのものです。 防草シートがあることは知っているけれど、防草シートの効果はどれほどなのか知ったうえで取り入れたいですよね。今回は、雑草対策として防草シートについてご紹介します。防草シートの効果や敷き方など、細かく見ていきましょう。 防草シートの効果は本当にある?
ホームセンターには無いかもしれませんが、ネットの防草シート専門店などにはおいてあります。 結論 どんな防草シートを買えばいいの? 不織布で厚みが0. 4mm以上の防草シートをオススメします! 状況に応じて、紫外線劣化防止加工がされたシートを使いましょう! 防草シートはただ敷くだけでは充分な効果が得られません。しっかりと雑草対策の効果が得られるように、正しい防草シートの施工方法をご紹介したいと思います。 ①整地する 整地と言っても、ただ平らにするだけでは無くて、この時点で しっかりと石や雑草の根っこを取り除きましょう! 表面の雑草を抜くだけでは、土の中に根が残っており、また生えてきてしまう ので一度土を掘り返して雑草の根を取り除くのが一番効果的です。 この際にしっかりと石も取り除きましょう!石が残ったままだとシートに穴が開いてしまう恐れがあります! ②シートを敷く シートはしっかり 隙間なく敷きましょう! シートを継ぎ足したりして シートが重なるような部分は10cmほど被せて敷きましょう! この際の注意点は シートの裏表をしっかり確認する事 です。 大体のシートは裏表があり、 反対に設置してしまうと充分な効果が得られなくなってしまう ので説明書をしっかり読み裏表は間違えないようにしましょう! ③シートを固定する 専用のピンやワッシャーを使ってしっかりとシートを固定しましょう! 防草シートを敷く前に気を付ける3つのポイント - 防草シート専門店. 固定する箇所も 端だけではなく等間隔に何箇所も固定しましょう! 固定が甘いとシートが浮いてしまい、雑草が生える隙間を作ってしまう ので、しっかりと固定しましょう! ④強力な防水テープでシートの繋ぎ目を固定する シートの繋ぎ目は防水テープでしっかりと固定しましょう! 端の部分から雑草が生えてきてしまう恐れもありますので、気になるようでしたら端も全てテープで止めてしまいましょう! この時、 必ず防水テープを使用するようにして下さい! 養生テープやガムテープなど 防水効果のないテープだとすぐ剥がれてしまいます ので気をつけましょう! ⑤(シートの上に砂利などを敷く) できれば シートはむき出しの状態ではなく、何かで隠しましょう! むき出しだと、陽に焼けてしまったりして劣化を早めてしまいます 。 見た目的にもむき出しだとあまり綺麗では無いので、砂利などを敷く事をオススメします。 ⑥完成! これで完成です!
こんにちは、フジプレコンの松林です。 普段スコットブログがほとんどで娘ちゃんがちょっと出てくる程度の僕のブログですが、今回は超レアなコンクリート関係のことを書こうと思います。 そうなんです。 ご存知でない方が多いかもしれませんが、実はボクは、コンクリート屋さんのお仕事をしているんです。 自分でもすっかり忘れてました。(笑) 雑草対策でお困りの方にコンクリート素材の防草マットが良い理由とは? とっても簡単！防草シートに芝桜を植える方法 - YouTube. 季節も夏に向かっていますが最近の草木の伸びることの早いこと。 僕も庭の芝生を刈る間隔が短くなって腰の疲労が心配です。(笑) みなさんは、周りで雑草が生い茂ってお困りになったり除草作業で大変な思いをした経験ってありませんか? 除草作業にもコストがかかる 当然のことですが、除草作業にも 除草剤の散布 や 草刈り作業 といったコストが必要です。 さらに、除草剤は周りの作物にも害をもたらします。環境にもよくありません。 そして、それは毎年のこと。 重機まで出しての除草作業は大変です 一年間で考えると高額ではないと思いがちですが、5年10年それ以上積み重なると考えてみてください。 ちりも積もれば山となるです。 そして、人口の高齢化と少子化で作業員が減少しているのも事実です。 そのうえ除草作業の回数を少しでも少なくしようとして草はとんでもないくらいにボーボー状態まで作業をしないところがほとんどです。 雑草の放置は問題や危険が多い その状態の時は、正直言って環境上もいいとは言えませんし、マナーの悪いドライバーのゴミ捨ての場になったり枯れた雑草はタバコのポイ捨てにとても危険です。 ゴミの不法投棄 タバコのポイ捨てによる火災 視界不良による衝突事故 もはやガードレールが見えないくらいの雑草です 一般的な防草対策に使用されているシートがすぐに破損する理由とは 一般的に防草対策で使用されるシートやマットで数年で、雑草が生えてきてたり破れてボロボロになってる現場を見たことありませんか? その理由は、遮光率が100%でないもの、つまり光が漏れていて植物に成長できるエネルギーをあたえてしまっていることが原因です。 なぜそうなってしまうのか?
防草シートの上に固まる土を 使用しても問題ないでしょうか? 家の裏の、庭とも言えない小さな空間があります。 3m×10m程の広さです。 数年前に新築を購入し、引き渡されたときに は土の状態で、雑草対策として自分で防草シートを敷いただけの状態です。 見栄えを良くしたいのと害虫対策で、業者に依頼してコンクリート敷きにしてもらうか、予算面から自分で固まる土をDIYしようか、検討中です。 そこで質問なのですが、今敷いてある防草シートの上に固まる土を使っても大丈夫でしょうか? クラピア用「防草シート」商品紹介 | クラピア育て隊. もう数年防草シートを敷いたままの状態でして、虫が大の苦手なためシートを剥がすのが恐怖でしかありません・・。 滑りやすかったり定着しづらかったりしてしまうでしょうか? わかる方アドバイスいただけると嬉しいです。 よろしくお願いいたします。 DIY ・ 2, 921 閲覧 ・ xmlns="> 250 そういうバカな工事はしない 後で大きなトラブルになります。 ましてや固まる土なんて将来において困りますよ コンクリート・芝・インターロッキングなどにすることです。 ThanksImg 質問者からのお礼コメント みなさまありがとうございました! 参考にさせていただきます! お礼日時: 2018/6/20 11:47 その他の回答(1件) 素直に業者に依頼し、コンクリート土間を打設してもらいましょう。