中学生・高校生向け科学教室「量子コンピュータでパズルを解こう2022」を開催

東京工業大学と港区立みなと科学館は、「中学生・高校生向け科学教室『量子コンピュータでパズルを解こう2022』」を9月3日に開催しました。本イベントは2019年1月に初開催された「中学生・高校生向け科学教室『本物の量子コンピュータを使ってみよう』」の第2回として、現地参加とオンライン参加のハイブリッド形式で行われ、全国の中学1年生から高校3年生まで約70名が参加しました。参加者は量子アニーリングの計算原理を学び、特設サイト上での計算を通じてパズル問題を解きました。

パズルは暗算で解けるほど簡単なものですが、あえて量子アニーリングを使って解けるかどうかを楽しむように設計されています。参加者はパズルの問題文をイジングモデルで解釈し、特設サイト上でキメラグラフ^※2に計算のためのバイアス^※3を設定しました。アニーリング処理によって得られた量子スピンの組み合わせをパズルの答えとして再解釈し、適切に解けたかどうか判断します。想定通りの答えが得られるまで繰り返しバイアスの設定を見直しました。2種類の答えが想定される問題ではアニーリングによって約50%の確率で2種類の答えが得られるなど、量子計算ならではの問題もありました。

参加者からは「量子アニーリングのアルゴリズムが分かった」「パズルの仕組みが分かって面白かった」「後半の問題が難しかったので解説が欲しい」などのコメントがありました。みなと科学館からは「YouTubeで様々な科学実験が見られる時代だが自分の手で実験をして、家庭でできない実験は科学館を利用してほしい」と、講師の湊氏からは「10年後、20年後には量子プログラマの仕事が定着しているはずなので、若い皆さんにこそ学んでほしい」と参加者への激励がありました。

本イベントは、東京工業大学と港区との基本協定に基づき、港区からの支援を受けて開催されました。資料監修と量子アニーリングマシン利用はblueqat株式会社、資料作成と特設サイト作成はビネット&クラリティ合同会社（「東工大発ベンチャー」称号授与企業）の支援を受けて行われました。