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【本学研究者情报】

〇电気通信研究所　准教授　鬼沢直哉

【発表のポイント】

• 次世代コンピュータの「确率ビット^(注1)」がたくさん同时に动くと、计算ミスが大きくなる原因を见つけました。
• 确率论的コンピュータ^(注1)の速度と正确さを同时に改善する新しい方法を开発しました。
• 次世代の低消費電力デバイスとして知られる確率ビットによる确率论的コンピュータの発展と、機械学習?人工知能への応用が期待されます。

【概要】

确率ビット(辫ビット)によるコンピュータは、现在のトランジスタを用いた决定论的计算^(注2)を行うコンピュータと比較して大幅な省エネルギー化が期待されている一方で、計算アルゴリズムを並列処理させると、正答率が大幅に低下する問題がありました。これまで、この問題の原因が特定出来なかったため、pビットによる确率论的コンピュータの応用先は限定的でした。

东北大学电気通信研究所の鬼沢直哉准教授と羽生貴弘教授らの研究グループは、シミュレーションによりpビット同士の相互干渉が問題であることを特定しました。さらに、pビットを部分的に働かせなくすることで、相互干渉を効率的に防ぐアルゴリズムを開発しました。その結果、确率论的コンピュータの正答率を大幅に向上させるだけでなく、並列処理による高速化も達成しました。

今後、次世代の省エネルギーデバイスとして期待されるpビットに基づく确率论的コンピュータにおいて、機械学習やデータサイエンスの分野で新たな展開をもたらし得るものと期待されます。本研究成果は2024年1月16日付で科学誌Scientific Reportsでオンライン公開されました。

図1. 確率ビット(pビット)を並列動作させる确率论的コンピュータとの概要図。この确率论的コンピュータでは、まず問題をエネルギー関数にマッピングをし、pビットによる確率的動作をさせることでエネルギーを最小化することで、正解が得られる。

【用语解説】

注1. 確率ビット(pビット)、确率论的コンピュータ
确率ビットは出力信号が0と1の间で确率的に変化するもので、确率的コンピュータの基本情报単位。

注2. 決定論的計算と確率的計算
现在のコンピュータは、入力情报から出力情报が一意に决まる决定论的计算に基づく。一方で、确率论的计算では出力を一意に决定せず、主に统计的な手法に基づく出力を决定する计算技术。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学电気通信研究所
准教授　鬼沢直哉
TEL:022-217-5546
Email: naoya.onizawa.a7*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学电気通信研究所
総务係
TEL: 022-217-5420
Email: riec-somu*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）