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量子アニーリングでwithコロナの社会変革を実現する──大関真之氏が描く、夢を実現するためのエンジン

量子コンピューティングが注目を集めている。その中でも量子アニーリング方式の研究者として知られる大関真之氏の活躍ぶりは目覚ましい。東北大学「量子アニーリング研究開発センター」や「量子アニーリング研究開発コンソーシアム」の設立、量子アニーリングの応用研究開発に尽力する一方で、シグマアイを創業し、研究成果の社会実装にも取り組んでいる。また、量子アニーリングや機械学習に関する著作や講演にも定評がある。産学に渡り、次世代テクノロジーを牽引する大関氏に、その熱い想いを語ってもらった。

大関真之氏

Profile

大関 真之氏
東北大学大学院情報科学研究科応用情報科学専攻 准教授 東京工業大学科学技術創成研究院 准教授、株式会社シグマアイ代表取締役 

東京工業大学大学院理工学研究科博士課程修了。博士(理学)。京都大学大学院情報学研究科助教、ローマ大学研究員等を経て現職。真の産学連携の姿を追い求め、株式会社シグマアイを設立。基礎研究にとどまらず、 応用研究をデンソーや京セラなど多数の企業と共に推進。株式会社シグマアイとD-Wave Systems Inc.の間で日本初の大型契約を締結。代表的な著作に「機械学習入門-深層学習からボルツマン機械学習まで-」「ベイズ推定入門-モデル選択からベイズ的最適化まで-」「Pythonで機械学習入門- 深層学習から敵対的生成ネットワークまで-」「量子コンピュータが人工知能を加速する」「量子アニーリングの基礎」「量子コンピュータが変える未来」がある。

最初から、あるべき姿を先取りしてそれを見せる

量子アニーリングという私たちの活かす専門技術を使って、企業や社会の様々な課題を解決したい。その成果を一刻も早く世に出すためにシグマアイを創業した。どうせやるのなら、他のスタートアップとは違うことをしたいという思いがありました。

今、量子コンピューティングに対する投資合戦が世界中で起きています。数多くのテクノロジーベンチャーがその投資を受け、会社を起ち上げています。でも、具体的にいつその恩恵に預かれるような時代が来るのか、新しいサービスが実現できるのか?という問いに答えられる企業、人は少ないと思います。

すごい技術だからこそ、投資を呼び込み、完成を加速させる。0から1、2、3の段階にまで持っていく。それはそれで王道かも知れないし正しいのですが、きっと私たちが産学連携の現場でぶち当たったような壁にきっとぶつかる。3を4から5へ、さらに10まで持っていこうとしたときに「結局、それは売上につながるのですか」という問いが必ず出てくる。スタートアップであれば、それはすなわち会社の存在に関わってきます。今まで頑張ってきたけど、あれ?これってビジネスになっていないのでは?と気づいたときには終わりです。

「ビジネス価値がないから」という一言で支援が突然止まってしまう。だったら、最初に成果を見せよう。10のあるべき姿を先取りしてそれを見せよう。量子コンピューティングの有効な応用事例を見える化し、最先端の技術を本当に手で触れるところまで作ってしまおうと考えたんです。

大関真之氏

量子コンピュータの中でも、量子アニーリングマシンは組合せ最適化問題に特化したマシンです。例えば、倉庫内で動く無人搬送車の動線設計や、旅行サイトの推薦システムの最適化。あるいは津波などの災害時にどこへ避難すればいいのかを表示するシステムなども組合せ最適化問題として解けるものです。

そうした応用をこれまでやってきました。確かに聞こえは良いもので、それは役に立つもので使いたくなります。でもそれを使おうと思ったら、いやいやまだ商用化されていないのですよ、って非常に残念な気持ちになりますよね?それを無くしたいと考えたのです。

私たちのアプローチの特徴は、まずはユーザーインターフェイスを作り、ブラウザで動かすことのできるプログラムを作ってしまう。そのバックエンドではカナダのD-Wave Systems社の量子アニーリングマシンが動いているというものです。

実際に最初に作ったのが、宅配便のドライバーが荷物を届ける最短経路をすぐに調べられる、タッチ操作だけで使えるスマートフォンアプリです。

もろろんモバイル端末にその最短経路の計算をさせたら、すぐにCPUが熱くなり、バッテリーがもちません。そこで計算部分はサーバーに投げて、やってもらうのが常ですが、それでも負担がかかるような計算です、と。それを量子アニーリングマシンに投げ、その結果だけを返してもらう。スマホはあくまでも入出力の端末として使うのです。

withコロナ時代の社会変革を実現するための技術

これまで蓄積してきた実績を元にして、いま私たちが取り組んでいるのが、「afterコロナ」「withコロナ」時代の社会変革を実現するための技術です。この5月に発表したのが、D-Wave Systems社の量子アニーリングマシンを使い、新型コロナ患者の搬送先の効率的な選び方や、感染の有無を調べるPCR検査のリソースをどう配分するかの計算に取り組んだ事例です。

限られた医療資源を維持するためには、1カ所への集中ではなく、均等に配分するという考え方が重要です。感染が拡大しているところは避けつつ、受け入れ態勢が整っているところへという視点も欠かせません。そこでいくつもの条件を考慮に入れて、搬送先の候補を弾き出すようにしました。

PCR検査については、イタリアで限られたリソースの中どの地域で効果的に検査を実施するべきかという研究が行われていることを知り、それを参考に日本のデータに基づく結果を示しました。

新型コロナ対策では、ソーシャルディスタンスを保つため、公共施設の閉鎖や商業施設への休業要請、最近では制限を徐々に緩和していく措置も取られました。閉鎖された施設を部分的に開放するためには、どのような順番で行うのがいいのか。一つの地域の人口分布や道路データ、施設の位置などの諸条件を入れたシミュレーションも実施しました。

大関真之氏

withコロナの時代には、オフィスに通って働くことと、在宅で働くリモートワークという二つのスタイルを併用する働き方が増えてくると思います。しかし、今週はどの仕事で何人の人にオフィスに来てもらうか、誰に在宅で働いてもらうか、そうした複雑な勤務シフトを作るために、マネージメント側の人たちは毎日苦労しているのではないでしょうか。

実はこれも量子アニーリングマシンが得意とする組合せ最適化問題の一例です。私たちは、100名を超える大きなチームで、コミュニケーションの機会の喪失を防ぐということを考慮しながら、しかし外部との接触リスクを減らすためにオフィス勤務と在宅勤務を混ぜたチーム編成を瞬時に提案するアプリを開発し、近々リリースする予定です。

商業施設では、人々の行動を誘導して客の数を減らさずに混雑を減らすことができれば、経済活動を維持しながら感染を回避することができるはずです。私たちは商業施設内のデータ解析ツールを用いて、神奈川県のいくつかの商業施設における買い物客の出入りに関するデータを取得し、人々の行動を解析しました。

中でも「買い物客の到着時刻」「買い物客の滞在時間」に注目し、買い物客の滞在人数を各時刻でできるだけ少なくさせるという組合せ最適化問題の定式化を行い、量子アニーリングマシンによる最適化を実施しました。これはNHKのニュースでも「“可視化”でまるわかり!新型コロナ対策の新常識」として紹介された事例です。

このように、量子アニーリングマシンが解いた結果を、誰もが享受できるような仕組みと技術の提供に注力していきます。まずは人々が必要とするものを作るという考え方。それを理解するために、お客さんと直接向き合い、お客さんを笑顔にするにはどうしたら良いのか。お客さんの話を聞きながら、その声に応えるという意味で、一緒にモノを作るという姿勢。これが新しい技術を社会実装するための最短ルートだと思っています。

躊躇しない、とにかくやってみる、そして創ってみせる

アプリを作って、不具合があったらバグを解決する進め方をする。そうするうちにそのツールを買ってくれる新規のお客さんも発見できるし、もし誰も必要としないなら別のものを作ればいいだけ。基礎研究ベースではなく、世の中に必要なベースで考える。そこにぴったりハマる技術は何かを考えるべきなのです。そのためには多くの基礎技術を知らなければならないし、必要ならば作らなければならない。研究の種の宝庫になるわけです。こうなると研究者としても充実した仕事をすることができます。

「新しい技術を使ってこんなサービスを発想しました」というレベルで終わってしまうプロジェクトは世の中に多いものです。なぜかといえば、その発想を実際のモノやサービスを変える人、作る人、つまりエンジニアがそこにいないからですね。作る前提で考えていない。作れるかどうかではない。作るかどうかなんですよ。

ビジネスの場面で何をしたいか、という動機は重要ですが、その衝動だけでは何も始まらない。その実現に向けて実際に動く人、エンジニアが重要なんです。単に夢を語るだけではなく、夢を実現するためのエンジンになる。それがエンジニアです。だからこそ、何かをしたいという人のところに常に一緒にいるべきなんです、エンジニアは。少なくともシグマアイは夢を実現するための会社なので、優秀なエンジニアの方々には、人々のお客さんの、自分の夢を実現させてほしい。ぜひ一緒にやっていきたいですね。

大関真之氏

シグマアイがやりたいことは新しい技術・発見で誰かを幸せにすること。そのためには躊躇しない、とにかくやってみせる、そして創ってみせることをモットーにしています。だからシグマアイはエンジニアが輝く会社だと思います。、エンジニアの役目が最も重要になるので。

何かモノを作って、お客さんが喜ぶって最高じゃないですか。僕は研究者として、科学者として、自分の面白いと思った技術で人が喜ぶ姿が見たい。自分が開発した技術を使って、誰かが幸せになる瞬間をイメージしながら仕事ができるなんて、これほど楽しい仕事はないと思いますよ。

私はエンジニアの価値がこれからの時代を創る上で最も重要だと思います。その存在には常に敬意を払っています。何かしらテクノロジーに陶酔して、それを誰かにとっての価値に変えて、人々の夢を叶える。そんな仕事をするエンジニアとの出会いを心待ちにしています。