Adiabatic Quantum Computing Conference 2017まとめ（一日目）

Masayuki Ohzeki＠雑談方程式-それって人生変えちゃう授業かも？- @mohzeki222

明日申し込み締め切りですのでこの機会に是非。 量子アニーリングを中心に最新技術に関する国際会議をのぞいて観ませんか？ twitter.com/mohzeki222/sta…

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多数の申込みをいただいて参加申込みを締め切らせていただいております、量子アニーリングに関する国際会議AQC2017ですが、Web上で公開することが決まりました。ご視聴になる場合（有料）は、URLから手続きを踏んでください。 smapip.is.tohoku.ac.jp/~aqc2017/webca…

2017-06-12 12:38:17

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AQC2017開催！ web製作者として嬉しいのはトップのモザイク模様を会場のパスデザインや一部の人からポスターのデザインに使いたいと要望が出たこと。 あれは実は仙台市営地下鉄の南北線と東西線のイメージです。今ならこっそりいえる。 smapip.is.tohoku.ac.jp/~aqc2017/index…

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先日デンソーとの共同研究について取り上げられましたが、他にもDwaveマシンやImPACTマシンなどイジングを広い問題に使う新しい方法と驚きの精度、機械学習を用いてイジングマシンの中身に迫るなど、共同研究者や学生がデビューします。どうぞよろしく。 あとは運営として下支えするのみ。

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生憎の雨ですが駅近でわかりやすい会場です。 pic.twitter.com/Xo1obSJuiA

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まだここにはない出会い。始まります。AQC2017海外から最前線の研究者が続々と集まっています。 pic.twitter.com/mZ1VrgKUrv

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さあついに始まります。webcast配信も同時にされております。まずはWilliaam Olver氏から超伝導量子ビットの進展について。

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QEO projectの概要からコヒーレンス、ZZ,XX相互作用を利用したnonstoquastic系への挑戦、N体相互作用、量子揺らぎのスケジュールなどの改善を目指す。

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この前上がったMITの３次元積層量子ビットの話。70μsほどのコヒーレンスタイム。完璧なまでの工業感。表面の加工から最新の注意を払っている様子が紹介される。

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次はGoogleのYu Chen、John MartinisのキャンセルもありGoogleの最近の進展についてQuantum Annealier ver2の話。去年でも注目を集めた彼の講演。注目です。スライドがMartinisから受け継いだものだ。

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Googleのノリだなあ。設定誤差があれば自動的に調整をすることで完璧に調整をしたソフトウェアを乗せている。50量子ビットは載せた1つのラックを用意して組み立てる。Fluxmonを量子アニーラーVer2にXmonをデジタル量子回路（ゲート方式）、gmonを量子シミュレーションに。

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出ました。xmonの22量子ビット, gmonの15量子ビットのテストを実施中。 50量子ビットを超えるインフラの準備が整ったとの事。量子超越性に向けての準備が着々と整っております。

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とはいえ今回はAQC2017ですので、GoogleのQuantum Annealer ver2について。CouplerのスイッチOn/Offで量子ビットの振る舞いが変わる様子を見るのは結構感動する。強い結合やクロストークの低減に向けてどんな工夫をしてきたかの紹介。

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集積化に向けて小型化もさらに進む。その小型化をしてもいクロストークの低減をさらに進めた良いcouplerを設計する事に成功している。去年からさらに進展しているのがまざまざと見られる。couplerの結合を強めてもコヒーレンスタイムの変わらない領域が広く取れるように。すごい。

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Googleは去年のアーキテクチャをそのまま進めて宣言通り任意の結合を作るところまで行った。N体相互作用も２体相互作用をどんどん繋げることも。いいものを見た。

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次はMITからGabriel O. Samachの横磁場以外のXX相互作用を入れた量子アニーリングの実装に向けて。IARPA QEOの目指す方向性の一つ。

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基本的には電気回路の二つの閉曲面があり、そのそれぞれの面がZスピンとXスピンを表すのでそれらの間を相互インダクタンスで結べば良い。ただしその結合をした場合にそれぞれの量子ビットが個性を持たないようにしないと量子性が発揮できないので、簡単なようで難しいこと。

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XXを作るためにZに比べて弱いのはダメなので、その辺の調整など慎重に。そして写真も公開。本当にXX結合を実現しておる。すごい。

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横磁場を切ってもXX相互作用の影響を独立に達成するところがなかなか難しいようだ。Composit量子ビットなどいくつかの対応策はあるようだ。XX相互作用用の新しい量子ビットも視野に入れている様子。

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David FergasonのSuper Classical Quantum annealingの話。 タイトルが一番目立つのはどうしてもこれだ。Northrop Grummanより。XX相互作用とZZZの３体相互作用の実装についての報告。すごいなー去年からの課題を全てクリアか。

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XXを実装するために新しいflux量子ビットの設計をしている。特許ガチガチです。さらにZZZを導入することで、3SATなど量子アニーリングの非自明な計算性能を示す例を作り、Nonstoquastic系で実験をするという寸法。

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次はTrevor M. Lanting、D-waveより。D-wave 2000Qの話。他の陣営が新しいアーキテクチャを模索して成功させているところどう出るか。16*16の8キメラグラフunitで2000量子ビット。線形にパラメータを変えると実効的にスピングラス項が二乗で変化する

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最適化をする関数の実効的な形状を変えていくとSAではうまくいかなくなるところを量子モンテカルロ法によるシミュレーションでは大きな影響がないように、D-waveマシンも影響がない。トンネル効果をうまく利用している証左。

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アニーリングスケジュールについて進展があるようで、横磁場の変化を止めること、クエンチの実験ができるようだ。さらに量子ビットごとにベースラインから変動させることも可能に。解くのが難しい問題を何度かときながら良いスケジュールを割り当てられるように。

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どこで非断熱遷移が起こっているかなど、横磁場を止めながら実験をすることができるようになり、ますます量子アニーリングマシンの実験機としての性能が引き上がっている。これで非断熱遷移を起こすところでゆっくりとアニーリングを行うことでより成功確率を増すようにしている。

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クエンチをすることでボルツマンサンプリングをアニーリングし切る前に実行することができる。Aminが指摘したFreezing現象を乗り越える打開策とも言える。この性質を利用して機械学習での応用を水曜日に示す。