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量子アニーリングでサプライチェーンの作業を30%削減、MCPCが実証実験の結果を報告

3つの社会課題テーマに量子アニーニングを適用

2020年6月5日(金)日川 佳三(IT Leaders編集部)

モバイルコンピューティング推進コンソーシアム(MCPC)は2020年6月5日、組み合わせ最適化問題を高速に解く量子アニーリングによって社会の課題を解決する実証実験の結果を報告した。3つの社会課題テーマを4カ月かけて実証し、実験環境において最大約30%の最適化効率などを達成した。NEC、日立製作所、富士通の量子アニーリングマシンを利用した。

 モバイルコンピューティング推進コンソーシアムは、2019年9月から2020年3月にかけて、組み合わせ最適化問題を高速に解く量子アニーリングの効果を検証した(関連記事MCPCの量子アニーリング実証実験プロジェクトが始動、NEC、富士通、日立のマシンを使用)。プロジェクトメンバー9社の協力の下、3つの社会課題テーマに量子アニーリングを適用し、効果を調べた(図1)。

図1:実証実験プロジェクトの社会課題とチーム編成(出典:モバイルコンピューティング推進コンソーシアム)図1:実証実験プロジェクトの社会課題とチーム編成(出典:モバイルコンピューティング推進コンソーシアム)
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 3つの社会課題テーマは、以下の通り。2020年9月末にテーマを選定し、プロジェクトメンバー9社を3つのテーマごとに組織した。実証実験は、2019年10月から2020年3月まで実施した。

  1. テーマ1:通信分野から「ローカル5G 事業者間のエリア管理最適化」
  2. テーマ2:サプライチェーン分野から「物流センターにおけるタスクと人員配置の最適化」
  3. テーマ3:モビリティ分野およびサプライチェーン分野の融合領域から「小売り物流における施設配置・選択問題」

 実証実験の結果、最大で30%の効率改善効果が得られた。さらに、いくつかの課題を抽出できた(表1)。

表1:実証実験の概要と成果まとめ。(1)「ローカル5G 事業者間のエリア管理最適化」、(2)「物流センターにおけるタスクと人員配置の最適化」、(3)「小売り物流における施設配置・選択問題」、の3つの社会課題について、成果などをまとめた(出典:モバイルコンピューティング推進コンソーシアム)表1:実証実験の概要と成果まとめ。(1)「ローカル5G 事業者間のエリア管理最適化」、(2)「物流センターにおけるタスクと人員配置の最適化」、(3)「小売り物流における施設配置・選択問題」、の3つの社会課題について、成果などをまとめた(出典:モバイルコンピューティング推進コンソーシアム)
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 (1)「ローカル5G 事業者間のエリア管理最適化」では、20エリア4事業者まで最適化できた。(2)「物流センターにおけるタスクと人員配置の最適化」では、作業時間を最大で約30%削減できることを確認した。(3)「小売り物流における施設配置・選択問題」では、物流最適化問題についてステークホルダーの意思決定支援システムの構築が可能であることを確認した。

 実証実験では、プロジェクトメンバーであるNEC、富士通、日立製作所の量子アニーリングマシンを利用した。

 NECは、超電導パラメトロン素子を用いた量子アニーリングマシンを開発している(関連記事超伝導素子で量子アニーリングマシンを高速化、NECが優位性をアピール)。

 富士通は、デジタルアニーラと呼ぶ、組み合わせ最適化問題を高速に解くための専用のアーキテクチャを採用したコンピュータを提供している(関連記事富士通、組み合わせ最適化を解くデジタルアニーラを8192ビットに拡張、オンプレ設置も可能に)。

 日立製作所は、FPGAで実装したCMOSアニーリングマシンを提供している(関連記事日立、名刺サイズのCMOSアニーリングマシン、エネルギー効率は汎用PCの約17万倍

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