量子コンピュータと脳型コンピュータどっち？

質問

どなたかご教授お願いします。

我々がいま主に使用している古典コンピュータの次の世代、量子コンピュータや脳型コンピュータが近年で開発されており、実際にプロトタイプも作られているそうです。

量子コンピュータ、脳型コンピュータ、どちらのほうが記憶・演算・制御において優れていますか？

また、人工知能に(とくに対話型の人工知能)合っているのはどちらのコンピュータでしょうか？

よろしくお願いいたします。

回答No.2

ddtddtddt · ベストアンサー

＞理由としては、入出力に手間がかかるからで、どの方式もデジタルコンピュータに比べると、入出力の時間が長過ぎる欠点があります。（#1さんより）

　・・・以下、そうだったんだぁ～と思いつつお答えします。

　記憶・演算・制御といった時、たぶん現行の汎用ノイマン型コンピュ－ター（市販PC！）の記憶・演算・制御の事だと思うのですが、量子コンピュータであろうと脳型コンピュータであろうと、アルゴリズムの基礎は同じなので同一です。つまり量子コンピュータも脳型コンピュータも、現状ではノイマン型です。

　なので言えるのは、ハード的にどれが得意か？という事になります。量子コンピュータは1個のCPUを生の量子効果で物理的に多重化し（1個のはずなのに）、超並列化をはかるものなので、演算が高速になるというものです（上手く使えば）。現行の市販PCだってクワッドコアによる自動並列分散処理は普通になり、これによってCPUのビット数の増加とともに、ずいぶん高速になりました。ただし生の量子効果を発現させるためには、非常に厳しい物理的条件をクリアしなければならず、その意味ではまだ実験室レベルです。

　一方、脳型コンピュータでは普通は学習機能を目指しますので、ノイマン型の単純制御を問題に最適な形で組み合わせた、CPUの物理的ネットワークを作りやすいのではないか？、というところが目標になります。ここで問題になるのが、CPUは複数個必要なので、当然並列マシンになるという点です。

　人間の脳ではCPUに相当する神経細胞が数10億（でしたっけ(^^;)）あると言われており、超並列マシンですが個々のCPUとCPU間の通信速度は非力で遅いです。それを数で補っている事になります。バイオ（有機）コンピューターもそれは同じですが、イカの神経細胞なんかを人為的に束ねたものなので、CPUの数が絶対的に不足です。

　代替案としてニューロコンピューターがあります。これは並列CPUネットワークを、基本的には1個の無機CPUでシミュレートしようというものです。ここで無機CPUには、もちろん市販のCPUが使われます(^^;)。市販CPUといえども動作速度は神経細胞より遥かに高速なので、数の不足を動作速度で補っている事になります。

　では市販CPUをたくさん持ってきてニューロコンピューターを作れば良いじゃないか、という話になりますが、CPUをたくさん持ってくると、まずハード的な問題が生じます（発熱，CPU間の通信速度など）。またソフト面でも、多数のCPUを効率よく動かすためには、並列プロブラミングなどの特別なアルゴリズムが必要になるのが現状です。市販PC（ワークステーション含む）では、4CPUくらいが限度でしょう。

　そこで突破口として考えられるのが、量子CPUです。量子CPUは並列計算が得意ですから。という訳で、ニューロコンピューティング＋量子CPU　→　いつか人工知能(^^;)、というのが自分の意見です。

　余談ですが、以上の話はどこまで行ってもノイマン型です。ノイマン型では、知能は造れないという意見も（一部には）あります。

　余談ですが、最も有名な人工知能は、映画「2001年宇宙の旅」のHAL9000でしょう。HAL9000の製造方法は、次のようになってます。

「人間のDNA情報を組み込んだ、金属を侵食して基盤を作るカビを金属塊で培養すると、人脳の神経ネットワークにそっくりな回路基盤が形成され、結果として人脳の動作を、人脳の100万倍の正確さと速さで実行するものが出来る。ただし、人脳の動作機構は今もってわからない」

　・・・だそうです(^^;)。

回答No.1

SPROCKETER

量子コンピュータというのは、キュービットと呼ばれる単位で計算をおこなう超並列計算機で、虚数計算で威力を発揮すると言われているものです。デジタルコンピュータでは何百年もかかる計算を何段階かの虚数並列計算によって僅かな時間で答えが出せると考えられています。

　バイオコンピュータというのは、神経網に似た高分子回路を設計して並列計算をおこなうものですが、DNAコンピュータのように計算そのものは成功していても、入出力に時間がかかり過ぎるコンピュータもあります。他に分子コンピュータと呼ばれている記憶容量が天文学的な数字になる大容量計算機もあります。

　どれも、記憶容量、演算速度、制御能力の点でデジタルコンピュータを凌駕するのが目的ですが、デジタルコンピュータとは計算方法が大きく違うので、パソコンのように手軽に使えるコンピュータにはならないだろうと思われます。スーパーコンピュータに応用される可能性はありますが、パソコンとして普及する可能性は小さく、補助計算装置とか、補助記憶装置として使われる程度だと思います。

　理由としては、入出力に手間がかかるからで、どの方式もデジタルコンピュータに比べると、入出力の時間が長過ぎる欠点があります。

　対話型人工知能には、どの方式のコンピュータでも実現可能でしょうが、超並列計算速度と大容量である以外はメリットがありません。たとえば、量子コンピュータはあらかじめ大量のデータを書き込んで置いて使う分には問題ありませんが、１からデータを読み込んで使うとなると時間ばかりかかって役に立たないと思います。

　人間と同程度の記憶容量を最小限の大きさで実現出来るのは分子コンピュータですが、人間の脳よりも小さくて、ネズミの脳ぐらいの大きさに出来るようです。もっとも演算速度や転送速度は開発段階で、デジタルコンピュータのような性能は出ないようです。量子コンピュータやバイオコンピュータも実現するまでは何とも言えないだろうと思いますし、パソコンとして普及するのではなくて、補助装置として普及するのではないかと思っています。

　たとえば、量子演算コプロセッサとか、量子記憶メモリーとか、バックアップ用の量子メモリーなどです。

　量子コンピュータは有機溶剤に分子レベルで記憶出来るので、大量の情報を保存する記憶媒体としては最終的な装置になる可能性はあります。人間の記憶容量を超えるほどの大容量記憶が可能だからです。

　パソコンに外付けして使う装置に量子コンピュータが使われる可能性はあるでしょうが、人工知能搭載量子コンピュータが一般に普及するとは限らず、普及するとしても３０年ぐらい先でしょうね。