blueqat clubというのがありまして、認定試験を受けて合格するとblueqat.com上でバッジがもらえます。現在量子コンピュータ業界は人材不足でして、かといって就職するほどの需要はないので、間をとってギグワークやパートタイム、単発仕事が多いです。 特に最初は初心者・初級者向けに量子コンピュータの説明ができるblueqat club basicの認定を増やしていこうと思いますが、直近である程度仕事があるのは、アニーリングなので、qubomasterというバッジもご用意しています。 最近利用している教科書は、TYTAN Tutorial<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial</a> です。この中から認定に合格するために特に押さえておくべきポイントをかいつまんで紹介します。コミュニティはdiscordで運営されており、<a href="https://discord.gg/ZxF8dAFzxc" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: var(--chakra-colors-blue-500);">https://discord.gg/ZxF8dAFzxc </a>こちらから参加できます。 qubomasterはQUBOと呼ばれる定式化をできればなれます。定式化は多少数学の知識が必要です。バイナリという01の値をとります。こうした量子アニーリングや量子コンピュータではQUBOはよく利用されます。値の範囲が-1と+1というイジングモデルにおけるスピンを使う問題もありますが、今回のqubomasterでは全て01に直して値を扱います。 ０、networkXこちらはツールですが、組合せ最適化問題を実装する際にグラフ問題として扱うことも多く、networkXでグラフを記述してから定式化に持っていくことがあります。こちらはそういうツールが最低限使いこなせれば良いです。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial00_networkx.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial00_networkx.ipynb</a> １、QUBOの基本こちらはQUBOと呼ばれる定式化についての説明が書いてあります。量子アニーリングやシミュレーテッドアニーリングでQUBO計算をする際には、最近ではほぼ背景の原理は不要になっていて、定式化を利用して問題がとければOKです。本qubomasterでも一切量子についての知識を必要とせず、ツールを使って式が作れればOKです。コスト関数や制約条件について覚えればOK。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial01_qubo.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial01_qubo.ipynb</a> ２、maxcut / 自然数分割問題初歩的な問題でシンプルです。定式化も一つなので簡単にできます。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial02_maxcut.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial02_maxcut.ipynb</a> ３、二値整数計画問題 / 巡回セールスマン問題ここから式をつなげます。コストと制約のバランスに気をつけます。巡回セールスマン問題も載っています。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial03_bil.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial03_bil.ipynb</a> ４、グラフ分割 / グラフカラーリング結構いろんなところで利用される問題です。必ず押さえておきましょう。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial04_graphcoloring.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial04_graphcoloring.ipynb</a> ５、クリーク問題他こちらはテクニックとしては覚えておくべきかと思います。解きづらい問題もあるので、実際にQUBOで有用かどうかは微妙なところはありますが。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial05_cliques.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial05_cliques.ipynb</a> ６、ジョブシーケンス問題 / ナップザック問題結構解きづらいかと思います。スラック変数を用いた不等式制約などのテクニックを覚えるのには良いと思います。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial06_job_sequencing_problem.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial06_job_sequencing_problem.ipynb</a> ７、セットカバー / セットパッキング引き続き基本的なQUBO問題です。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial07_setcover_setpacking.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial07_setcover_setpacking.ipynb</a> ８、クラスター分割 / 頂点被覆面白い問題です。量子ビットは多く必要ですが、テクニックとしてはよく出ます。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial08_clustering_vertex_cover.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial08_clustering_vertex_cover.ipynb</a> ９、交通最適化問題とても有名な問題で社会の役に立ちます。最終的にはこういう問題を企業に提供できれば良いと考えています。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial09_trafficflow_optimization.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial09_trafficflow_optimization.ipynb</a> １０、線形回帰アニーリングを使った線形回帰計算です。データサイエンスと共通して学ぶことで一粒で二度美味しい技術です。ぜひ覚えましょう。<a href="https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial10_liner_reg.ipynb" rel="noopener noreferrer" target="_blank">https://github.com/tytansdk/tytan_tutorial/blob/main/tutorial/tutorial10_liner_reg.ipynb</a> qubomasterはかなり実践的な認定となります。ツールを使ってとにかくQUBO式を作ります。量子力学の原理などは知らなくても式が作れれば量子関連の入門としてコンサルや請負の仕事ができるので、手っ取り早く始めたい人にはちょうど良いと思います。 以上です。

blueqat club qubomaster認定試験に向けての各種ポイント

Yuichiro Minato