インターフェース通信 2022年06月号 <br>特集「Pythonで体験!量子コンピュータ」【立ち読み版】

インターフェース通信 2022年06月号
特集「Pythonで体験!量子コンピュータ」【立ち読み版】

■特集案内

　Interface2022年6月号の特集は「Pythonで体験!量子コンピュータ」となります．第1部では，量子コンピュータの現状や方式，ハードウェアに関して解説します．第2部では，量子ゲート方式について基礎から解説し，Python対応高速シミュレータで乱数生成や量子機械学習を紹介します．第3部では，量子コンピュータのアニーリング方式を入門者向けに解説し，さらに，制約条件の考え方や人員配置最適化，巡回セールスマン問題などの具体的な課題を解説します．

　量子コンピュータ開発は，将来的にどのような社会実装に役立つ可能性があるのでしょうか．本稿では，そのような問題について解説していきます．

　量子コンピュータの応用分野は，多くのアナリストやレポートでは次のように分類しています．
・シミュレーション
・最適化
・機械学習
・暗号化
　それぞれの技術分野は，さまざまな産業で応用されています．

　量子コンピュータの進化に関するニュースを耳にする機会が増えてきました．その際に，量子コンピュータのハードウェアの一部が写真付きで紹介されることもありますが，その全体像が紹介されることはあまりありません．ここでは量子コンピュータのハードウェアがどのようなものなのかを解説します．

　第1章～第3章では量子コンピュータの仕組みや量子コンピュータがどのように使われているかについて，GUIやPythonでプログラムできるシミュレータを用いて解説します．
　また，「そもそも量子力学とは何か」という方のために，量子力学の導入部分のまとめを用意しました．

　第2章では量子コンピュータにおけるプログラミング方法や応用例を解説します．視覚的に分かりやすくするためにGUIでプログラムできる量子コンピュータ・シミュレータで動作を確認しながら解説します．

　第3章では，Pythonでプログラミングできる量子コンピュータ・シミュレータを使って，乱数生成や量子機械学習を行います．第3章で解説するプログラムはGoogle Colaboratoryで実行できます．https://colab.research.google.com/?hl=ja

　量子アニーリングという単語を一般向けのウェブ記事や専門書以外でも見るようになって数年が経ちました．1998 年に東京工業大学の西森秀稔教授と当時大学院生だった門脇正史氏によって提案された量子アニーリングという理論的なアルゴリズムが，実際の量子効果を使ったデバイスとして実装され現在のようになるとは当時は考えられていなかったようです．

　Fixstars Amplifyは量子コンピュータを想定したシステム開発と実行のためのクラウド・サービスです．量子アニーリング・マシンやイジング・マシンを使ったシステムを開発/実行できます．サービスはプログラミング効率化，互換性のあるイジング・マシンや量子アニーリング・マシンの実行，高性能なイジング・マシンの提供によって構成されています．

　Fixstars Amplifyを使ったソフトウェア開発の理解を深めるために，少しだけ難度を上げて「ナンプレ」を解くプログラミングに挑戦してみましょう．今回は，数の分割問題にはなかった制約条件を使います．

※画像をクリックしてください．さらに詳細な目次をご覧いただけます．

　6月号には，別冊付録「プログラミング学園電子工作部」が付属します．

第1章　2つの温度センサ：熱電対とサーモパイル
第2章　手作り水位センサを使った雨量計
第3章　自分だけのUSBゲーム・コントローラ
第4章　インターネット接続の雨降り警報器
第5章　いろいろな電池に対応するバッテリ・チェッカ

■次号予告

■見逃しインターフェース

　Interface2022年1月号の特集は「ステレオ画像の画像処理」です．特集では，安価なVRグラスとスマホを組み合わせ，立体視できる画像処理を解説します．第1部では，画像処理の準備を解説します．第2部は，75の画像処理プログラミングを解説します．全てのプログラムはダウンロードができ，全ての入力と出力の画像はWeb上のサンプル画像で確認できます．さらに，特設では，特集のステレオ画像を撮影できる2眼カメラの製作も解説します．

■Interface バックナンバー