先端技術とその周辺

ITなどの先端技術サーベイとそれを支える諸問題について思う事をつづっています。

中国軍機、東沙諸島でも演習

2021年02月22日 12時25分45秒 | 日記

 

 

中国、南シナ海、東シナ海で、軍事活動を活発化させている。尖閣諸島では、機銃装備した海警がうろうろしているし、台湾領の東沙諸島では、戦闘機11機が編隊で訓練したという。極東できな臭くなっていて、局地戦がおこったりしなければよいが。

   

Googleマップ                                  NewsWeek掲載地図

中華民国(台湾)の領土で、宿泊施設やテニスコート、飛行機の滑走路がある、東沙環礁国家公園および国立中山大学の演習地となっている

 

台湾国防部によると、19日に中国空軍機9機が東沙諸島の周辺で飛行したのに続き、20日は同空域で中国の戦闘機8機、H6爆撃機2機、対潜哨戒機1機が追跡されたという。中国海軍も演習に参加していたと明らかにしたが、詳細な説明はなかった。

台湾空軍は中国軍機に同空域から出るよう警告し、活動を監視するためにミサイルシステムを配備した。


相対立する隣国間では、ドローン攻撃が新たな脅威に

2021年02月21日 21時40分57秒 | 日記

 WSJが、『サウジ防空に死角、ドローン攻撃が新たな脅威に』と報じているが、隣接国家間での紛争で、ドローン攻撃は防御が難しいという事だろう。サウジアラビアとイラン紛争で、ドローン攻撃が防御しにくいというが、これはそのまま紛争中の隣接国家間の武力攻撃にも当てはまる。南北韓国あるいは韓国日本にも当てはまる。恐ろしい時代だ。

上空からの攻撃に対するサウジアラビアのぜい弱性がここにきて露呈しており、バイデン政権は中東政策の見直しを迫られている。背景には、サウジの防衛体制の弱点を突き、空から高度な攻撃を仕掛ける隣国イエメンやイラク内のイラン系組織の存在がある。

 サウジの首都リヤドで1月23日、イラクから爆発物を搭載した固定翼型ドローン(小型無人機)が侵入し、王室公邸に激突した。内情に詳しい関係筋や米当局者が明らかにした。

 またイエメンの親イラン反政府武装組織「フーシ派」は今月、サウジ南部の国境沿い一帯で攻撃を加速させている。先週には地元の空港内の無人旅客機を空爆。また周辺の軍基地やジェッダ国際空港に対して、ドローンやミサイル攻撃も仕掛けている。

 こうした現状は、サウジの防衛能力の限界を浮き彫りにする。また、深刻な人的被害は引き起こしていないものの、サウジの敵対勢力が能力を増強している実態も示している。サウジの軍事能力は近年、向上傾向にあるものの、レーダーや地対空ミサイル(SAM)「パトリオット」、短距離防空兵器、F15戦闘機などを防衛システムに統合する上で、まだかなりの取り組みが必要だと米国の現・元当局者は話している。

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文系でも分かる「最強計算機」量子コンピューター入門

2021年02月21日 09時14分45秒 | 日記

ニューズウィークが、『文系でも分かる「最強計算機」量子コンピューター入門』なる解説記事を載せていた。確かにわかりやすいので、メモッて見た。量子コンピュータを提唱したのは、量子力学で、1965年朝永振一郎さんとかと一緒に、ノーベル賞を受賞した、リチャード・ファインマンで、彼がカルテック時代の講義をもとに書いたと言われる教科書ファイマン物理学、いまだ理系学生のバイブルになっているから凄い。

超電導型量子コンピューター「IBM Q」 SCIENCE PHOTO LIBRARY/AFLO


Q:量子って何?

 

A:私たちの周りにある物質は全て原子から成り立っている。原子は1個のサイズが0.1ナノメートルと極めて小さい。この原子は中心にある陽子と中性子、さらにその周りを回っている電子でつくられている。原子から陽子、中性子、電子、さらに光の構成単位である光子やニュートリノ、クォーク、ミュオンなどの素粒子を含めて量子と呼ぶ。

実は、こういった量子の動きはニュートンの万有引力で知られる古典的な物理学では全く説明がつかない。大ざっぱな言い方をすると、重さのある大きなモノ(例えばリンゴの落下)は古典力学で説明できるが、重さのほとんどない小さいモノ(量子の動き)は説明できない。このため、目に見えない微小な領域における量子と量子に付随する動きを定義する新しい量子力学が20世紀初めに生まれた。「古典力学で全く説明のつかない量子の動き」を利用したのが量子コンピューターだ。

Q:なぜ量子がコンピューターを動かすの?

A:そのためには、量子の不思議な動きを説明する「2重スリットの実験」について知らなければならない。

向こう側にある壁と自分の間に、細い縦長の穴「スリット(隙間)」が2つ開いた壁をさらに1枚置く。そして、向こう側の壁に向かって電子を発射する。電子はボールのようにどちらか1つの隙間を通って向こう側の壁にぶつかると常識的には思うが、現実は「波」のように広がりながら2つの隙間を同時に通り、向こう側の壁にぶつかる。

この現象は「重ね合わせ」と呼ばれ、2つの波の重なり合い(干渉と呼ばれる)で電子がぶつかる場所は決まる。1つの物質が2つの穴を同時に通るのは日常感覚では理解できないが、この現象を利用したのが量子コンピューターで、「2重スリットの実験」が理解の大きなカギだ。

Q:今までのコンピューターとどこが違う?

A:今われわれが使っているコンピューターは、トランジスタというスイッチをたくさん並べて大量の計算をこなす仕組みだ。スイッチが入っていない状態が「0」、入れると「1」で、全ての数字を「0」と「1」で表す2進法が採用されている。この「0」「1」を表す情報単位を「ビット」と呼ぶ。

現在のコンピューターでは「0か1か」で計算を進めるが、量子力学の「重ね合わせ」現象では、「0でもあり1でもある」という状態が生まれる。この「0でもあり1でもある」という状態を利用して計算するのが量子コンピューターだ。

例えば、0と1を使って「000」「001」「010」「011」「100」......「111」という8つの数字の組み合わせをつくり、どれか1つを正解に設定する。現在のコンピューターは「000」から「111」まで、8回計算しないとどれか1つの正解にたどり着けない。

ところが、「0でもあり1でもある」という量子の特質を利用する量子コンピューターは、「000」から「111」までの8つ組み合わせを「重ね合わせ」の状態をつくることで、一度に計算ができる。この「0と1を重ね合わせた」状態の情報単位を「量子ビット」と呼ぶ。

これまでのコンピューターが8回計算しないと正解にたどり着けないのに対し、量子コンピューターは重ね合わせを利用することで、1回の計算で正解を見つけることができる。「n量子ビットの量子コンピューターは2のn乗通りで計算できる」ので、例えば量子ビットが10個あるなら2の10乗=1024パターンを重ね合わせ、一気に計算できる。

Q:量子コンピューターは誰が発明した?

A:最初にアイデアを生んだのは、アメリカの物理学者リチャード・ファインマン。1985年に量子コンピューターの出現を予言した論文を発表した。またこの年にイギリスの物理学者デービッド・ドイッチュが、「量子チューリングマシン」によって量子力学の原理に基づくコンピューター計算の基礎理論を定式化した。「チューリングマシン」はイギリスの数学者アラン・チューリングが1936年に考案した計算機の数学モデルで、最も単純化されたコンピューターのこと。ドイッチュがつくったのはその量子版だ。

ドイッチュの理論で量子コンピューターに優れた性能があることは分かったが、実際にどう役立てるのかは、はっきりしなかった。それを実現したのが、1994年に量子コンピューター特有の解き方で高速に素因数分解できるアルゴリズムを発見したアメリカの数学者ピーター・ショア。その後、世界中の研究機関や企業が開発に参加して現在に至る。

最初に量子コンピューターのアイデアを生んだアメリカの物理学者リチャード・ファインマン SCIENCE PHOTO LIBRARY/AFLO

Q:どんな量子コンピューターがあるの?

A:超電導方式、イオントラップ方式、半導体方式、光方式がある。この中で、開発が進んでいるのが超電導方式とイオントラップ方式だ。

量子コンピューターで使われる電子は非常にデリケートで、自分が進む進路にほかの原子や分子などの障害物があると、「重ね合わせ」が崩れてしまう。超電導方式では、特定の金属を極低温にすると電気抵抗がゼロになる超電導の現象を利用。金属の中で電子を邪魔されずに動かし、計算に利用する。

原子はプラスの電気を帯びた陽子とマイナスの電気を帯びた電子の数が同数だが、このバランスが崩れ、プラスもしくはマイナスのどちらかの数が多くなったものがイオンだ。イオントラップ方式は真空状態の中で電磁力によってイオンをトラップ(捕捉)。レーザーを当ててイオンの量子ビットをコントロールする。計算精度が最も高い。

半導体方式は、条件によって電気を通したり通さなかったりする半導体の性質を利用し、半導体の膜と半導体の膜の間に電子を挟んで金属電極から電気を流すことで電子を動かす。また光方式は、空間を振動しながら進む光の性質を活用し、光を構成する光子の振動が縦か横かで「0」と「1」を表現する。長距離伝送が可能なのが利点だ。

Q:どんな計算が得意なの?

A:現代のコンピューターが苦手とし、量子コンピューターが得意とする問題に「組み合わせ最適化」がある。組み合わせ最適化とは、たくさんある選択肢の中から、ある観点で見て最適な価値を生み出す値の組み合わせを求める問題だ。

有名なのが「巡回セールスマン問題」。出発地点からいくつかの街を営業で訪れるセールスマンが、どの順番で街を訪れるのが最短ルートか、各パターンについて足し算しつつ正解を求める。例えば、訪問する街が3つなら、ルートは3×2×1の6通りしかなく、単純に総当たりで足し算すればすぐに正解が導き出せる。

ただ、訪問する街が10になると、10×9×8×......1で362万8800通りの経路が想定される。従来のコンピューターでもかなりの計算時間がかかり、街の数がそれ以上になるとさらに天文学的時間が必要になる。こういった問題に対して、量子コンピューターは全てのパターンを一度に入力し計算できるので、圧倒的に早く正解を出せる。

Q:いつ実現する?

A:実は、IBMが開発した量子コンピューター「クォンタム・エクスペリエンス」には誰でもネットでアクセスできる。サイト上にアカウントを作れば量子計算も体験できる。

ただこのクォンタム・エクスペリエンスはわずか5量子ビットの基礎的なコンピューター。実用化するためには100万から1億個以上の量子ビットが必要とされ、現在実現している量子ビットでは大幅に足りない。計算を実行できる時間も短く、エラー率も高い。本格的な実用化までにはまだ時間がかかる。

グーグルは19年10月、世界最速のスーパーコンピューターでも1万年かかるとされる計算を、量子コンピューターを使い数分で終えた。中国の量子研究グループは昨年12月、「九章」と呼ばれる量子コンピューターを使い、世界第3位の強力なスーパーコンピューターが20億年以上かかる計算を数分で終えた、と科学誌サイエンス誌上で発表した。

これは従来のコンピューターの限界を量子コンピューターが超える「量子超越性」の実現だ、と世界中を驚かせた。しかし、これらの実験には量子コンピューターにとって得意な計算を、量子コンピューターに有利な条件で競争した側面がある。必ずしも量子コンピューターが全ての現行コンピューターに勝っているわけでも、量子コンピューターが現行コンピューターに今すぐ取って代わるわけでもない。

Q:量子コンピューターが実用化されると何が起きる?

A:自動運転車が実用化されたとき、量子コンピューターが「組み合わせ最適化」を使って交通渋滞を解消し、緊急車両の最速ルートも素早く割り出す。投資でも、複数の銘柄からベストな投資先を組み合わせたポートフォリオを作ってくれる。原子と原子の新しい最適な組み合わせで、これまでになかった新たな性質・性能の物質もできる。

ネガティブな面もある。量子コンピューターの計算力が高過ぎるため、全ての暗号鍵が解かれてしまう心配がある。ただし、これに対応するため「耐量子コンピューター暗号」という量子コンピューターでは解けない暗号鍵の開発も進んでいる。

量子コンピューターはコンピューターサイエンスや数学、統計学、物理学、量子力学だけでなく、ありとあらゆる科学の分野にインパクトを与えると考えられている。

 

中国、2045年には世界最大の経済国家になるのも確実だろう。

2021年02月21日 09時04分11秒 | 日記
 
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 WSJが、『中国経済の復活鮮明、欧米の足踏み尻目に快走、世界の主要国で唯一プラス成長を確保したと見られている』と報道。ほかの経済誌を見ても、コロナ禍で世界各国が経済停滞しているのに、中国だけが好調というのはどういう訳だろうか?国家の強力な権限でコロナ禍を乗り切れたが故に自国内だけで強力な経済市場があるから景気をよくできたという事だろう。2025年、中国製造業で世界先進グループになるというのは確実だし、中国共産党結成100周年の2045年には世界最大の経済国家になるのも確実だろう。

新型コロナウイルス禍に揺れた2020年、中国経済は多くの面で年初頭よりも力強さを増して終えた。米国が長らく君臨してきた世界経済の頂点に向け、中国はその歩みを加速させている。 中国は昨年、世界の主要国で唯一プラス成長を確保したと見られている。欧米諸国の経済がコロナから完全復活するのはワクチン普及後になる公算が大きい中、中国は確実に米国との差を縮めた。

 中国は国際貿易での役割を拡大し、世界の工場としての地位も強化した。米国が数年にわたり、中国以外に資金を投じるよう企業に働きかけているにもかかわらずだ。中国の個人消費も、コロナ禍からの早期回復を追い風に復調が続いており、世界的に企業利益のけん引役となっている。

 中国はまた、国際金融拠点としての地位も固めた。20年には新規株式公開(IPO)や重複上場が記録的な活況を呈し、巨額の資金が流入した。

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米陸海空軍で進む無人化計画

2021年02月21日 08時59分23秒 | 日記

WSJが報道している、『米陸海空軍で進む無人化技術、将来は民間に応用も』と言いう記事、人が介在せずに、軍事介入が出来て、狂気の大統領が誕生すればとんでもないことになる。

空中戦に出撃する無人ジェット戦闘機から、軍の部隊を輸送する巨大潜水艦に至るまで、米国防総省は米軍の自動化技術導入を拡大する計画だ。国防を巡る動きは空中、地上、海面下のいずれも、商業ベースの自動化の取り組みを上回るペースで進行する。米国の敵対勢力の技術的進歩に対抗しなければならないからだ。現・元安全保障当局者や業界関係者はそう話している。こうした前進――コンピューターが主に制御するコックピット、完全に自律飛行するヘリコプター、自動化された空中給油機など――は将来、民間航空機や先進航空管制システム、各種のドローンに応用される可能性が高い。

 一方、懐疑的な向きは、十分な試験を行わずに新機能を組み込もうとするソフトウエア開発者の強い意向が、場合によっては自動化システムに反映されるのではないかと懸念する。彼らは注目すべき例として、誤作動をたびたび起こす無線通信システムや、ソフトウエアのトラブルが原因でジェット戦闘機の操縦士が酸素欠乏に陥ったケースなどを挙げる。