富士通が量子コンピューターライクのクラウドサービス商用化

「デジタルアニーラ」を提供、大規模な組み合わせ最適化問題に対応

 2018.05.16−富士通は15日、組み合わせ最適化問題を高速に解く独自の次世代アーキテクチャー「デジタルアニーラ」を実際のビジネスで活用できるようにするクラウドサービス「FUJITSU Quantum-inspired Computing Digital Annealer」(デジタルアニーラ クラウドサービス)を提供開始すると発表した。国内を皮切りに、今年度中に北米、欧州、アジアでも順次サービスを提供していく。まずは1,500人のエンジニアを揃え、創薬における分子類似性検索の高速化、金融におけるポートフォリオ最適化、工場。物流における倉庫部品の最適配置など、現在のコンピューターが苦手としてる幅広い問題の解決に当たる。向こう5年間で累計1,000億円の売り上げを目指す。

 「デジタルアニーラ」は2016年10月に技術発表が行われたのち、量子コンピューターのソフトウエア技術を持つカナダの1QBit(ワンキュービット)社との開発協業、この分野でトップクラスの研究機関であるトロント大学との戦略パートナーシップ締結など、着々と取り組みを進めてきていた。すでに個別の顧客とのプロジェクトが十件程度実施されており、リクルートコミュニケーションズや三菱UFJトラスト投資工学研究所、富士フイルム、フィックスターズ、富士通ITプロダクツなどの事例が公表されている。

 今回、デジタルアニーラの機能をクラウドで広く提供することにしたもので、実際に利用するためには高度な数学知識やデータ分析能力が必要になるため、個々のニーズに合わせたテクニカルサービスも含めて提供していく。デジタルアニーラと統合したかたちで、利用できる各種のライブラリーが用意されており、ユーザーが解きたい問題(数理モデル)にパラメーターを入力すると解答が出力されるという仕組み。

 デジタルアニーラ自体は、量子効果を使ういわゆる量子コンピューターではないが、量子効果に着想を得たデジタル回路を利用することで、量子コンピューターが得意とする組み合わせ最適化問題を高速に解くことが可能。専用チップ「DAU」(デジタルアニーリングユニット)として実用化されており、内部で素子同士が自由に信号をやり取りできる全結合型の設計が特徴。1,024個のビット値が全結合で相互接続されており、ビット間の結合の強さを65,536階調(16ビット)で細かく表現することができる。つまり、扱える問題の規模が1,024ビット、解析精度が16ビットという仕様だ。デジタル回路であるためノイズにも強く、特別な冷却装置は不要。

 さらに、今年度の第3四半期からは第2世代のDAUを投入する計画で、こちらは規模が最大8,192ビット、精度は最大64ビット(1,845京階調)になる。オンプレミスに設置できるサーバー機の形態で外販することも予定。加えて、2019年度にはDAUを並列に高密度実装することにより解ける問題の規模を100万ビット級に拡大することも計画している。

 同社の説明によると、研究中あるいは開発中の量子コンピューター(量子アニーリングマシン)は、ハードウエア面の制約がまだ大きく、実用規模の問題を簡単に解けるようになるには、多くの技術的課題が残されているという。そのため、現時点で実際的な組み合わせ最適化問題を扱うのに、デジタルアニーラは現実的な選択肢になる。

 期待されるアプリケーションとしては、化学・創薬研究における分子構造の検索がある。現在は分子の一部分の特徴を抽出して類似構造検索を行うが、デジタルアニーラを使えば、構造全体を比較して類似した分子を瞬時に引き出せるという。また、金融関係では500銘柄の相関関係を瞬時にクラスタリングできるほか、工場内で部品の配置・部品棚の最適化により、部品出庫の移動距離を45%短縮したなどの効果が出ている。新しい機能材料開発などの用途でも、大規模な問題に対する要求が多くなっているということだ。とりわけ、新領域を模索するため、トロント大学と交通・ネットワーク・金融・医療の4分野で共同研究を推進しているという。

 同社では、デジタルアニーラを、人工知能(AI)ビジネス推進のためのキーテクノロジーと位置づけ、グローバル展開のための中核拠点として、今年上半期にAIヘッドクオーターをバンクーバーに設立する。ディープラーニングの「Zinrai」や専用AIプロセッサー「DLU」、HPC(ハイパフォーマンスコンピューティング)と合わせて、富士通のAI関連技術を世界中に展開させていく。












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<関連リンク>:

富士通(デジタルアニーラ紹介サイト)
http://www.fujitsu.com/jp/digitalannealer/


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