2006年02月17日 01:42 [Edit]

量子コンピュータ!=並列コンピュータ

「あとでTBする」状態のままになっていたので。

ここギコ!: 直感ってモデリングと並列計算能力じゃないかなあ
帰納的思考法で頭のいい人ってのは、脳というCPUのクロック数の早い人、直感的思考法で頭のいい人って言うのは、量子コンピュータでいうところの処理ビット数の多い人。 そんな感じだったりするのかなと思う。

本文を読めば、ねねさんがちゃんと「量子コンピュータ」を通読したことが伝わるのだけど、タイトルの「並列計算能力」というのを見ると、「あれ?ちゃんとわかっているのかな?」という感じにもなる。特に表のところを見ると、量子コンピュータを誤解しているのではないかと。

そもそも、「量子」コンピュータという名前がいくない。これだと、ファインマンが描いた「古典的」量子コンピュータ、すなわち現在の電脳の素子がそのまま量子レベルにまで小さくなったもの、と区別が付かない。現在で言うところの「量子コンピュータ」の最大の特徴は「重ね合わせ」にある。

一般に「並列計算」と行った場合には、まず問題を「小分け」にし、それを各計算機に「割り振り」、最後にそれらを「まとめる」という過程を取る。ところが、「量子計算」では小分けにしないで、いっぺんに「重ね合わせ」なければならない。問題をバラしては行けないのだ。この点で並列計算と量子計算はまさに正反対で、強いて呼ぶなら「同列計算」と呼ぶべきだろう。もっとも、著者にしてからが「超並列計算」という言葉を使っちゃっているので読者が誤解するのも無理はないのだけれども。

もちろんねねさんは並列計算はそこまではわかっていて、だからこそ

直感ってのは知識のモデリング能力と、並列計算能力、それもグリッドコンピューティング的なそれよりはむしろ量子コンピュータ的な計算能力じゃないのかな、と思うようになった。

とおっしゃっているのだけど、それはそれで人間の直感が量子的になるかというとそれも違うと考える。決定的に違うのは、量子計算においては、今のところアルゴリズムは人間が設定せざるを得ないところだ。だから、特定の問題を解く量子コンピュータは作れるが、問題の解き方を解く量子コンピュータは今のところは作れない。

もっとも直感と量子力学に何らかの関係を疑っている人はけっこういて、有名どころではペンローズがいる。このThe Emperor's New Mindというのはとにかくスゴい本で、量子力学だけではなく相対論から計算機科学からとにかく最先端の理論が惜しげもなく詰め込まれていて、これ一冊でλ計算も等価原理もわかるという、ペンローズの天才ぶりが縦横無尽にほとばしった本なのだが、この量子力学と直感の関係に関してだけは私はかなり懐疑的だ。少なくともペンローズの「直感」は、両コンピューターとも違うということだけは言える。

将来はとにかく、現段階では量子コンピュータは「スパゲッティ・コンピューター」の変種、と考えてもいい。ここでいうスパゲッティ・コンピュータというのは「スパゲッティ・コード」とは関係なく、O(1)でsortを実現する「コンピュータ」のこと。

ある数列をソートしたい場合、まずスパゲッティを各数に対応する長さに切りそろえ、それを手でまとめて「えいや!」とテーブルに立てる。あとはそこから一番長いスパゲッティを順繰りに抜けばいい。実際のところ切りそろえと「抜き出し」がO(n)なのだが、ソートそのものは「えいや!」のところで完了している。かなり昔のScientific Americanのコラム(多分Gardnerだと思うのだけど....いや、Dewdneyでした)に載っていた「コンピューター」だ。

この手の「物理計算機」は、例えば「ハイウェイの最適ルート問題」などに実際に使われているそうだ。各都市を最短距離で結ぶルートを出すには、地図を書いたアクリル板を用意して、各都市に対応する点に棒を立て、さらにアクリル版でそれにふたをする。そしてそれを石けん液にドボンと浸けて引っぱり出すと、石けん膜が最適ルートというわけだ。

仮にそうだとしても、量子コンピューターのすごさは変わらない。量子暗号など結構実用化は早そうだ。しかしそれが「直感」の実現に役立つかどうかは、「直感的」にも「帰納的」にも現時点ではそうでないと言えるのは確かだ。

直感に引きづられないためにも、「量子コンピュータ」はむしろ帰納的に読むことをお薦めする。あと、やはりこういうとんがった話題は、研究者ではなく「わかっていなかった人」が「わかる」ように書いた啓蒙本も欲しい。中野不二男さんあたり、是非。

Dan the Quantum Being


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たんに弾さんへのレス記事なんですがタイトル浮かばなかったので適当。 ...
量子ちゃん萌え【ここギコ!】at 2006年02月18日 11:21
この記事へのコメント
「量子自我」(quantum ego)まだあ? 期待してるんですけど。
Posted by 佐藤秀 at 2006年02月17日 23:08
k.daibaさん、
報告ありがとうございます。「コンピューター レクリエーション」ってAmazonにおいてないのね。3だけがリストされててそれも「在庫切れ」。残念!
Dan the Wetware
Posted by at 2006年02月17日 15:06
スパゲティコンピュータはDewdneyですね.別冊サイエンスにまとまってます.ぐぐってみつけたのはこれ.
http://www.asahi-net.or.jp/~uy7t-isn/Puzzle/Bibliography/ComputerRecreation1.html
Posted by k.daiba at 2006年02月17日 10:13