データコンピューティング論

はじめに

このページは，2019年6月19日（水）に開催された「第5回データアントレプレナーカンファレンス – データサイエンスと量子コンピュータ –」にて講演した『データコンピューティング論』の情報公開ページです．資料内容の解説はカンファレンスにて行いました．

資料

Engineering_of_Data_Computing_20190619

データ量

情報理論において，発生確率が1/2の事象が持つ情報量1Sh（shanon）は，データ量1Cbit（classical bit | bit）として扱うことができる．
$$1 \mathrm{Sh} \leftrightarrow 1 \mathrm{Cbit}$$

量子情報理論において， Booleanの状態 0と1 をブラケット記法のうちケットベクトル “| 〉” を使い |0〉，|1〉と表したとき，量子ビット（quantum bit: qubit | Qbit）は，
$$|0〉 \rightarrow \frac{1}{\sqrt{2}}(|0〉+|1〉 ) \\
|1〉 \rightarrow \frac{1}{\sqrt{2}}(|0〉 -|1〉 )$$
となり，1量子の量子重ね合せ状態（quantum superposition）の量子ビット|ψ〉は，
$$|\psi〉 \rightarrow \psi_0|0〉 + \psi_1|1〉 $$
で表し，2量子間で一方の状態が決まるともう一方の状態が確定する量子もつれ（quantum entanglement）は，
$$ {\sqrt \frac{1}{2}} |00〉 + |11〉 $$
で表される．
Charles H. Bennett, Peter W. Shor, “Quantum Information Theory”, IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, VOL. 44, NO. 6, OCTOBER 1998. より抜粋

※ 上記のψは波動関数で，ブラケット記法は，理論物理学者のPaul Adrien Maurice Diracが定義し，量子ビットは，理論物理学者のBenjamin Schumacherが定義した．

データ表記法

CSV sample　country.csv　RFC 4180

name,capital,currency,code,district,gdprank
"Japan","Tokyo","JPY",81,47,3

XML sample　country.xml　RFC 3023

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<country>
    <name>Japan</name>
    <capital>Tokyo</capital>
    <currency>JPY</currency>
    <status>    
        <code zone="8">81</code>
        <district title="prefecture">47</district>
        <gdprank year="2018">3</gdprank>
    </status>
</country>

JSON sample　country.json　RFC 4627

{
"name":"Japan",
"capital":"Tokyo",
"currency":"JPY",
"status":{
    "code":81,
    "district":47,
    "gdprank":3
         }
}

プロセッサ – Prosessing Unit

ベンダー	人工知能プロセッサ	量子プロセッサ
D-Wave	－	2000Q
Google	TPU	Bristlecone
IBM	TrueNorth	Q System
Intel	Loihi，Nervana NNP	Tangle Lake
Nvidia	Turing	－
Rigetti	－	Aspen

※ 開発コードと正式名があります．

量子コンピュータソフトウェア開発キット – Quantum Computer SDK

ベンダー	量子アセンブラ	SDK	SDKドキュメント	プログラミング言語
D-Wave	QMI	qbsolv	en	C, C++, Python, MATLAB
Google	Cirq	Cirq	en	Python
IBM	OpenQSAM	Qiskit	en	Python
MDR	Blueqat	Blueqat	en \| ja	Python
Microsoft	Q#	QDK	en	Q#, C#, Python
Rigetti	pyQuil	Forest	en	Python