量子コンピュータのMLOps
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量子コンピュータを使った機械学習基盤のクラウド実装の概要について、課題点や実装方法をまとめました。
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- 2. 企業概要 企業名 MDR株式会社 所在地 東京都文京区本郷2-40-14（本郷三丁目駅徒歩1分） 設立 2008年 資本金 1億3,000万円（資本準備金94,986,050円） 事業内容 量子コンピュータフルスタック開発 従業員 16名程度（パートタイム・アドバイザー含む）
- 4. アプリケーションからハードウェアまで一貫して開発するチーム 東京大学出身者を中心とした開発体制と、金融業界出身者による財務体制。 東京大学（工学部）建築学科卒 総務省異能vation 内閣府ImPACTプロジェクトPM補佐 CEO 湊雄一郎 才田大輔 ソフト・ミドル ハード ゴールドマン・サックス モルガン・スタンレー コロンビア大学院博士課程中退(修士号取得) 東京大学（工学部）化学生命工学科卒 三菱銀行(現三菱UFJ銀行）勤務後、 ㈱エービーシーファイナンス取締役 中央大学（法学部）卒 調達 財務・経理 営業・管理 CFO 竹林陽一 中村人哉石原眞二 東芝 研究開発センター 東京大学工学系研究科電子工学専攻 (工学博士) 東京工業大学イノベーション専攻 （博士後期課程修了） 東芝 研究開発センター PwCC（現IBM）戦略部門IT戦略部門日本統括 ソニーグローバルソリューションズ経営企画部門長
- 8. 量子コンピュータ 「量子力学」の原理を応用して計算 量子アニーリング・イジング 最初に値を設定して解く組合せ最適化専用マシン 量子ゲート 時間ごとに量子ゲートを変えて計算する汎用マシン 米国や中国中心の取り組み 日本やカナダ中心の取り組み 計算時間 q[0] q[1] H H H H H H X X H H X X H H 計算時間 量子ゲート 量子ビット 測定 量子ビット 相互作用Jij 縦磁場h 現在日本で話題になる２方式 汎用計算のできる量子ゲートと、組合せ最適化問題に特化した量子アニーリング・イジングがある。
- 9. 0 1 1 0 0 1 0 11 1 00 「粒子」 「波」 量子とは？ 古 典 の 世 界 量 子 の 世 界 サ イ ズ 大 小 物質の大きさが一定以下になると量子力学という 新しいルールが適用される。そのうち粒子と波の 使い分けを計算に応用するのが量子コンピュー タ。
- 10. Pythonで簡単量子コンピュータプログラミング -------------------------------- pip install blueqat -------------------------------- from blueqat import Circuit Circuit().h[0].cx[0,1].m[:].run(shots=100) Counter({'00': 48, '11': 52})
- 11. ゲートの基本 量子ビットの初期化、ゲート演算、測定の基本ステップ。 X M M ｜0〉 ｜0〉 ①初期化 ②ゲート演算 ③測定 M｜0〉 X X Y Z H パウリゲート アダマールゲート CNOTゲート ETC... フロントエンドサーバー バックエンド計算ノード アルゴリズ ムレイヤー （量子ゲー ト） 誤り訂正 付きの論 理ゲート構 成 量子ゲートチップ 現在の量子コンピュータにはデジタル化回路が抜けている
- 12. 量子と従来型のハイブリッドが基本 主流の量子コンピュータと既存計算機のハイブリッド計算アルゴリズム Variational Quantum Eigensolver 量子計算機 既存計算機 量子計算１ 量子計算２ 量子計算３ 最 適 化 計 算 新規パラメータの割り当て
- 13. 量子アニーリング・イジングの演算方式 QUBOもしくはイジングで数式を作り、それから最適解を計算機で探索する。 ライブラリ（標準python） QUBO（数式） QUBO（上三角行列） イジング（上三角行列） イジングマシン アプリ ミドル ハード QUBO変換 答え（イジング） 答え（QUBO） arXiv:1512.02206v4 [quant-ph] 22 Jan 2016 What is the Computational Value of Finite Range Tunneling? 最適解 こういうのは局所解
- 14. AWSにおける量子クラウドシステム Quantum Machines Simualtor EC2-GPU Instances User Auth & Account Project Management Resource Management Internet System Laboratory cloudfront route53 code commit sagemaker dynamodbrds api gateway cloud watch AWS Direct Connect Amazon Cognito Amazon Simple Storage Service (S3)