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@yuichirominato 2018.11.17更新

Blueqatで量子フーリエ変換の実装

Blueqat アダマール変換 量子ゲート 量子コンピュータ 量子フーリエ変換

はじめに 以前簡単に量子フーリエ変換の仕組みを見ました。 再帰的に計算を行い、計算量を減らすというのが肝です。 […]

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@yuichirominato 2018.11.16更新

Blueqatで汎用型量子ゲートの量子テレポーテーション実装

Blueqat 量子ゲート 量子コンピュータ 量子もつれ

はじめに 以前連続量プログラミングで量子テレポーテーションを紹介しました。 光連続量量子テレポーテーションプログラミング […]

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@yuichirominato 2018.11.15更新

トフォリゲートとコントロールユニタリーゲートの実機実装について

Blueqat 量子ゲート 量子コンピュータ

はじめに 量子ゲートモデルにはさまざまなゲートがありますが、そのうちの幾つかは理想的なゲート回路になっていて、実機編実装はされていません。しかし教科書や参考書では容赦無く登場しますので、それらを見直していきたいと思います。 トフォリゲート […]

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@yuichirominato 2018.11.14更新

Blueqatで汎用型量子ゲートの多量子ビットの一般的な加算器と減算器を実装する

Blueqat 加算 量子ゲート 量子コンピュータ

はじめに 汎用型のSDKのBlueqatで汎用型量子ゲートマシンの多量子ビットの加算器と減算器をしてみたいと思います。 2進数での桁上がり […]

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@yuichirominato 2018.11.13更新

Blueqatの汎用量子コンピュータSDKで四則演算の足し算を二種類の方法で。

Blueqat 量子ゲート 量子コンピュータ

はじめに 汎用型マシンで足し算の演算を二種類でやってみるハンズオンを実践してみたいと思います。 その1:最小値問題を活用 […]

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@yuichirominato 2018.11.12更新

Blueqatで汎用型量子コンピュータでmaxcutのハンズオン

Blueqat QAOA QUBO 組合せ最適化 量子ゲート

はじめに 組合せ最適化問題におけるmaxcut問題はイジングモデルと呼ばれる物理モデルで特にはとても初歩的な問題です。今回はこちらの問題をBlueqatをつかって実践してみたいと思います。 手順 […]

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@yuichirominato 2018.11.11更新

量子ゲートで組合せ最適化問題を解くQAOAの実装

Blueqat QUBO イジング 量子ゲート 量子コンピュータ

はじめに 量子ゲートモデルの量子コンピュータは汎用モデルといわれていて、現在の私たちの計算機で行うことがそのままできます。量子効果によって計算速度の上がる問題、上がらない問題がありますが、全ての計算が上がらなくてもどうしても活用しないといけないことはたくさんあります。 ここでは、普通の組合せ最適化問題を、普通は量子イジングマシンや量子アニーリングを使うところ、古典計算機を使わないで済むように量子ゲートモデルで解いてみます。 […]

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@yuichirominato 2018.11.10更新

光連続量量子テレポーテーションプログラミング

CV フォトニクス 光量子コンピュータ 連続量 量子ゲート 量子コンピュータ

はじめに 光量子コンピュータは連続量を取り扱うことができ、超電導量子ビットとは異なるタイプのプログラミングを行います。ここでは、光量子コンピュータの基本である量子テレポーテーションのプログラミンを取り上げてみたいと思います。 量子テレポーテーションとは? […]

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@yuichirominato 2018.10.30更新

光量子コンピュータCV連続量プログラミング概要

CV フォトニクス 光量子コンピュータ 連続量 量子ゲート 量子コンピュータ

はじめに 量子コンピュータは量子と呼ばれる小さい単位をつかって波動の計算をします。量子の中には光子もあり、光量子コンピュータがあります。今回はこの光量子コンピュータが通常の量子ビットを使った計算と異なるということを確認して少し全体概要をみてみたいと思います。 光量子コンピュータに取り掛かっている方々 […]

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@yuichirominato 2018.10.08更新

量子コンピュータの国産シミュレータblueqatをつかってゲート操作の基本

Blueqat 量子ゲート 量子コンピュータ

はじめに Blueqatという量子ゲートモデルの量子コンピュータシミュレータを使って見たいとおもいます。海外製のシミュレータ運用が多い中、国産で海外と同じような機能が搭載されているので仕組みを質問したり組み込みしやすいという利点があります。量子コンピュータを学ぶために何からという話もありますが、ここでは量子コンピュータの3つの操作を覚えることで、演算の全てができます。 入手 […]

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@yuichirominato 2018.10.05更新

D-Waveの新しい量子コンピュータクラウド環境LEAPを使ってみる

D-Wave QUBO イジング 量子アニーリング

はじめに 米国とカナダで新しいD-Wave社のクラウド環境のLEAPが発表され、登録することで無料の使用時間をもらえるようになりました。それに合わせて日本からアクセスを試みるもののできなくてという話になっていますが、弊社MDR社では自由にLEAPを使うことができますので、紹介してみたいと思います。 D-Waveとは? […]

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@yuichirominato 2018.09.11更新

1、2、3量子ビットの計算の基礎の基礎、N量子ビットの基礎

量子ゲート 量子コンピュータ

はじめに できる人はどんどん書いていきますが、最初から学びたいという時にあまり見るような教材がない気がします。初歩の初歩で、1量子ビットの表現を見返して見ます。 状態ベクトル […]

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@yuichirominato 2018.09.09更新

イジング+QUBOでN量子ビットからK量子ビットを選ぶ

イジング 量子アニーリング

はじめに 量子ゲートでのQAOAや量子アニーリングなどをやっていると「コスト関数」と「制約条件」と呼ばれる項がでてきます。そのうちの制約条件はよく使われますが、その作り方とルールを確認したいと思います。 N量子ビットからK量子ビット選ぶ […]

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@yuichirominato 2018.09.07更新

Wildqatでquboとイジングを解いてみる

QUBO wildqat イジング 量子アニーリング

はじめに 最近再度イジングマシンの需要が上がって来ていて、よく企業様から要望をいただきます。 公式ドキュメントも整備を進めていますが、国産のシミュレータとSDKでアプリケーションの作り方や問題の解き方を見直してみます。 […]

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@yuichirominato 2018.09.06更新

Wildqatで500×500の全結合のイジング計算

QUBO wildqat イジング 量子アニーリング

はじめに 実用問題を解くためには、大きな問題を解く必要があります。D-Waveマシンなどは2000量子ビットのキメラグラフと呼ばれるものを0.00002秒程度で解いてしまいます。ここでは、心もとない手元マシンですが、同様の計算をmacbookで行ってみたいとおもいます。 スペックは、 […]

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@yuichirominato 2018.08.19更新

NASA&Googleの量子コンピュータは「一億倍速い」の論文(量子アニーリング)

D-Wave 量子アニーリング

はじめに 巷では量子コンピュータや量子アニーリングなどが流行っています。しかし実際に使用してみると速度を活かすのはとても困難であることがわかります。量子アニーリング型のD-Waveマシンなどは解く問題によって速度向上の具合が大きく変わります。 また、一般的な情報ではなんでも速くなると思われている一方、組合せ最適化問題の中でもD-Waveマシンの速度向上を活かせるアルゴリズムはわずかです。それら高速化を活かせるアプリケーションはD-Waveの高速化の原理を正しく理解する必要がありますが、残念ながらそれらが正しく伝えられているような雰囲気がありませんので、NASA&Googleの一億倍速いという論文を元に、高速性を活かす方法を正しく理解し古典計算機でのヒューリスティック解法などとのすみわけをおこなう方法を検証してみたいと思います。 […]

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@yuichirominato 2018.08.11更新

量子ゲートで量子化学計算、OpenFermionを触る

VQE 量子ゲート 量子コンピュータ 量子化学

はじめに GoogleがPythonベースで量子化学計算を量子コンピュータゲートモデルで行うためのパッケージを配布していますので、それを見て見たいと思います。OpenFermionは量子化学計算のライブラリで量子化学の基礎知識を必要とします。多少の量子コンピュータにおける量子化学の手順はこちらの参考にまとめてあります。 「量子コンピュータで量子化学計算」 […]

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@yuichirominato 2018.08.11更新

量子コンピュータで量子化学計算

VQE 量子ゲート 量子コンピュータ 量子化学

はじめに 現在、1980年代に量子のシミュレーションや計算用途で考案された量子ゲートモデルの量子コンピュータというものを、Google、IBM、Alibabaなどが開発しており、現在このマシンを活用した量子化学計算が広まり始めていますので、まとめて見たいと思います。 引用:https://gigazine.net/news/20170612-google-49-qubit-quantum-computing/ […]

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@yuichirominato 2018.08.11更新

量子状態。純粋状態と混合状態。

量子ゲート 量子状態

はじめに 量子状態には純粋状態と混合状態があります。量子コンピュータのアプリケーションを作る際には通常純粋状態と呼ばれる理想的な状態で物事を考えますので、特に混合状態を意識する必要はありませんが、外部からの影響などを考慮する必要が出る場合には、混合状態を考えます。式の形は似ていますが係数や根本的な考え方が異なるので、確認をしてみたいと思います。 純粋状態 […]

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@yuichirominato 2018.08.04更新

量子フーリエ変換

アダマール変換 量子ゲート 量子フーリエ変換

はじめに 高速フーリエ変換(FFT)は、信号処理などで離散化されたデジタル信号の周波数解析などによく使われる離散フーリエ変換(DFT)を計算機上で高速に計算するアルゴリズムですが、同様のものが量子フーリエ変換(QFT)として量子コンピュータ回路で実現できますので確認したいと思います。 離散フーリエ変換 […]

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@yuichirominato 2018.08.01更新

NP問題のイジング

NP イジング 量子アニーリング 量子ゲート

はじめに 量子アニーリングなどの組合せ最適化問題が流行っていますが、 なかなか実際の解法などを詳細に解説しているところがありません。 […]

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@yuichirominato 2018.07.24更新

D-WaveのQUBOでクリーク問題を、イジングで自然数分割問題を実装して解く

QUBO wildqat イジング 量子アニーリング

はじめに 実際の量子コンピュータを活用して問題を解く際に質問がとても多いので、一連の手順をまとめておきます。今回は自分の会社で借りたD-Waveを活用しながら実際に問題を解く手順を確認します。 イジングモデルについて […]

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@yuichirominato 2018.07.03更新

D-Waveとwildqat.jsでタンパク質折りたたみ問題を解いて、アプリも作ってみた

protein foldings QUBO wildqat イジング タンパク質折りたたみ 組合せ最適化

はじめに 量子アニーリングを用いた創薬関連のタンパク質折りたたみ問題がハーバード大学の先生によって2012年に発表されていました。そのタンパク質折りたたみ問題の論文を元に実際にD-Waveのマシンで解いてみて、さらにインターフェイスをつけたウェブアプリとしての実装もしてみたいと思います。 論文 […]

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@yuichirominato 2018.07.01更新

D-WaveとWildqatで巡回セールスマン問題とmaxcut問題を解いてみた

D-Wave QUBO wildqat 量子アニーリング

はじめに さまざまなイジングの問題を解いてきましたが、巡回セールスマンは条件も多くて難しい部類の問題です。プログラムでチャチャっとやってしまいたいところですが、一応順を追って見てみます。 巡回セールスマン問題を解いてみる […]

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@yuichirominato 2018.06.20更新

D-Waveで1+1と1+0と0+1と0+0を一緒に計算してみた結果、、、

イジング 四則演算 量子アニーリング

はじめに イジングモデルを活用した問題では、様々な問題を解くことができます。そのうちの1つに四則演算も無理やり解くことができます。それは問題を最小値問題に落とし込み解くのですが、無駄が多い分面白いテクニックも使うことができます。1+1,1+0,0+1,0+0を同じ式で同時に計算しながら任意の問題の答えを出すことができます。今回はD-Waveの実機で試してみたいと思います。 引用元:https://www.dwavesys.com/resources/media-resources […]

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@yuichirominato 2018.06.19更新

D-Waveで深層学習の基礎となるRBMのボルツマン学習を実行してみた

D-Wave QUBO RBM イジング ディープラーニング 深層学習 量子アニーリング

はじめに 普段量子コンピュータの勉強会をしているのですが、D-Waveを使用した機械学習に関して興味がある方が多いのと、質問が多いのでまず基本的な学習の過程のおさらいとD-Waveを活用してまずは簡単な例題を解いて見たいと思います。 参考資料や記事 […]

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@yuichirominato 2018.06.17更新

D-Waveで素因数分解をした

QUBO イジング 量子アニーリング

はじめに 自社で借りているカナダのD-Waveをつかって、量子コンピュータで素因数分解します。ただ、今回使うのは量子アニーリングのイジング型のマシンで、みなさんが思っているゲートのshorを使った解法とは違うものになります。 引用元:https://www.dwavesys.com/resources/media-resources […]

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@yuichirominato 2018.06.14更新

D-waveの量子コンピュータとGoogle Maps APIで実際に使える交通最適化ウェブアプリ(羽田空港から新国立競技場の道路混雑緩和)を作ってみた

D-Wave QUBO イジング 交通流最適化 量子アニーリング

はじめに カナダのベンチャー企業D-Wave社の量子アニーリングを基本原理に採用したマシンを使って組合せ最適化問題の社会実装をフォルクスワーゲン社(以下VW社)が行いました。北京の市内から空港までの交通混雑状況をD-Waveを使用した組合せ最適化問題で混在解消するという社会実験です。下記の図の左側の混雑状況が右側のように緩和されます。 引用:https://www.dwavesys.com/media-coverage/automotive-it-vw-cio-technology-being-readied-address-real-issues […]

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@yuichirominato 2018.06.12更新

ブール代数を使ったイジングの多体問題の2体問題への分解

QUBO イジング

はじめに 最近は量子アニーリングやイジングモデルと呼ばれる問題を実装する必要があります。その中で、実はイジングモデル において最近の量子コンピュータ関係が解けるのは2体問題、つまり量子ビット同士の掛け算が2個までの問題に限られています。 […]

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@yuichirominato 2018.06.11更新

D-WaveでVW社の交通最適化アプリケーションの実装を解く

D-Wave QUBO イジング 交通流最適化 量子アニーリング

はじめに 組合せ最適化問題を社会実装する際に量子コンピュータを活用した実装方法を確認します。使用するマシンはカナダのD-Wave社のマシンで、自社で借りているものを使用しました。 参考資料など […]

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@yuichirominato 2018.04.22更新

トポロジカル量子コンピュータ概要

トポロジカル絶縁体 マヨラナフェルミオン 組紐理論

はじめに 量子コンピュータには多方式の計算方法があります。現在主流のものは超電導量子ビットと呼ばれるコンデンサに近い仕組みを使ったものです。そこで、マイクロソフト社は超電導量子ビットとは全く異なった方式の「トポロジカル量子コンピュータ」と呼ばれる方式を研究開発しています。トポロジカル量子コンピュータは仕組みがわかりづらく情報も少ないので、その辺りの基本をまとめて見たいと思います。 トポロジカル絶縁体 […]

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@yuichirominato 2017.12.03更新

量子アニーリング、イジングモデルとフレームワーク

QUBO イジング シミュレーテッドアニーリング 量子アニーリング

はじめに 最近は従来型のユニバーサルゲートモデルと呼ばれる量子コンピュータの他に、カナダのD-wave社のような量子アニーリングモデル、またNTTの量子ニューラルネットワークのようなイジングマシンもできてました。また、富士通のような従来型の半導体技術を使用してイジングモデルを解くようなマシンも出てきています。これらイジングモデルは同一のフレームワークで動く事実上のデファクトスタンダードのような規格があり、それを理解することでイジングモデルのアプリケーションの開発やハードウェアの開発などを理解することができます。 量子コンピュータ、特に量子アニーリングを学び始める際にいきなり量子アニーリングを学ぶよりも、その元となっているシミュレーテッドアニーリング(以下SA)を学ぶのがいいと思います。またイジングモデルという物理モデルを学ぶ必要もあるので、分けて紹介したいと思います。 […]

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