「光が得意な問題」を解く新たな計算モデルを提案～大規模組合せ最適化の効率化に向けた新手法～

「たくさんの選択肢の中から、一番良い組み合わせを見つけ出す」――こんな問題、実は私たちの身の回りにたくさんあります。例えば、たくさんの荷物を一番効率よく運ぶためのルートを決めたり、新しい薬の材料となる分子の組み合わせを探したり。こうした「組み合わせ最適化問題」は、社会を便利にするために欠かせない技術ですが、問題が大きくなればなるほど、答えを見つけるのにものすごく時間がかかってしまうのが悩みの種でした。

そこで今回、新しい計算のやり方が提案されました。それは、なんと「光」の性質を計算に使うというもの。皆さんも、水面に石を投げると波紋が広がるように、光も進むときに色々な現象を起こすのをご存知でしょうか？例えば、光がぶつかり合って強くなったり弱くなったりする「干渉」や、障害物を回っていく「回折」といった性質があります。この研究チームは、こうした光ならではの現象をうまく利用することで、これまで時間がかかっていた面倒な計算を、ずっと速く、効率的に解けるのではないかと考えたのです。

例えるなら、迷路の出口を探すのに、一つずつ道を試すのではなく、たくさんの光を同時に放って、一番早くゴールにたどり着いた光の道筋を参考にすれば、あっという間に答えが見つかる、といったイメージでしょうか。この新しい計算モデルが実用化されれば、物流の効率が劇的に上がったり、これまで見つけられなかった画期的な新薬が開発されたりするかもしれません。これまで「計算が大変だから」と諦めていたような、もっともっと大きな問題にも挑戦できるようになるかもしれませんね。まさに、光が未来の計算を明るく照らしてくれる、そんな期待が持てる研究です。