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コンピュータの計算速度の物理的限界ってあるの? @ [物理学板]


コンピュータの計算速度の物理的限界ってあるの? @ [物理学板]
1: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/21 03:15:30
例えば1~10^nの範囲内の自然数を入力して
それを素因数分解した結果を1秒以内に出力出来る機械が
物理的に存在出来るか考えるとして
nが100億とか1兆とかそんなに大きくなっても存在出来るのかな
3: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/21 05:59:31
情報伝達速度は光速を越えないからそういう意味での限界はあるんじゃないの。
19: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/25 06:42:09 ID:nbZhkyDQ
>情報伝達速度は光速を越えない

はい、トンデモ理論
22: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/25 12:39:34
>>19
だから情報伝達速度が無限大でも
計算速度は無限大にならないんだから
光速がどうこう言うのは的違い

ニュートリノスレに帰れ。
23: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/25 15:40:07 ID:qsiYyzx9
>>19
お前の負け!ってかお前素人だろw
スレタイ読めよ。

計算速度の話だ。
22が正しい。
4: ココ電球 _/::o-ν ◆tIS/.aX84. 2011/09/21 08:48:35 ID:ssHFrQP5
動作周波数は 1/(プランク時間*2) を超えられません。
プランク時間 (Wikipedia) プランク時間(プランクじかん、英: Planck time、記号 : t P )は、マックス・プランクによって提唱されたプランク単位系(自然単位系の一つ)における基本単位の内、時間について定義されたものである。
(中略)
プランク時間は、プランク長に等しい距離を真空中における光速度で通過するのに必要な時間である。ビッグバンが起きてから 1 t P 以内のことをプランク時代という。従って、プランク長は、この時代の終末の宇宙の大きさといえる。
量子力学における不確定性原理との関係上、プランク時間が測定することのできる最小の時間であり、それゆえにこれが物理現象の最小時間単位であって、プランク時間は物理的に何らかの意味のあるものとして計測することのできる最小の時間であるという説が有力とされてきた。
しかし、最近では Zurek その他の研究により、量子カオス系においてはプランク定数以下のミクロ構造が現れる事も知られている(記事プランク定数を参照)。
5: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/22 10:11:19
量子コンピュータの性能とかのことかね>限界
量子コンピュータ (Wikipedia) 量子コンピュータ 量子コンピュータ (りょうしコンピュータ) は、量子力学的な重ね合わせを用いて並列性を実現するコンピュータ。量子計算機とも言う。
(中略)
従来のノイマン型コンピュータはプログラムによってどのような計算でも実行できる汎用計算機であるのに対し、現時点での量子コンピュータは、特定のアルゴリズムを高速に処理する専用計算機や、古典計算機を補助するコプロセッサとして考察されている(量子コンピュータは非ノイマン型である)。多くの量子計算機用のプログラミング言語はコプロセッサ方式を前提としている。
7: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/23 01:36:00 ID:zNG9oC8c
あるよ、光速。
8: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/23 08:15:33
単純な計算なら、cpuを増やして
並列処理すれば、理論上の限界は
無いでしょ
10: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/23 11:40:47
>>8
ブラックホール化するから無限に並列はできない
9: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/23 09:09:44
512 名前:ご冗談でしょう?名無しさん[] 投稿日:2011/09/23(金) 08:57:36.24 ID:I5UQoi+9
CERNが光速超える粒子発見!アインシュタインの相対性理論ピーンチ!


おい、どういうことだってばよ!
11: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/23 22:41:03
光を超えるものが現れたっぽいから限界は決めれなそう
14: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/24 23:55:05
以前から情報は光速度を超えるって事になってなかったかな
わりと最近にはそれが実験でも証明されてたはず
16: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/25 05:26:18
>>14
プランク単位とかブラックホールが出てくる議論においては
情報の伝達速度は無限大として考えている。
無限大にしてもなお制限ができるんだから情報の伝達速度が光速度を超えていようがいまいがコンピュータの計算速度の物理的な限界を考える上では参考にならない。
上限値を引き下げる効果はあるけどね。
17: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/25 05:35:19
>>1
量子コンピュータなら無限だろ
ただし条件があって単素子以外とは通信や情報交換をしない必要がある。
情報が隣の量子素子であろうが組み合わせだろうが伝わることで無限ではなくなる、規模に比例して無限→精度の高い有限→精度の無い有限
と変化する。

そもそも情報処理装置と純粋な計算機は完全に別物で前者は情報の伝達を
もって情報処理としている故にデジタル技術などは必須であり、伝達時間が
あるかぎり無限速度などありえない。
計算とか複雑にすればするほど伝達部分の割合が大きくなり、純粋な計算から
程遠い性質になってしまう。つまり無限速度には情報交換はありえない。
18: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/25 05:38:19
無限大が扱えてもそれは、限りが無いわけではない、
一見限りがないように見えてもそれなりのデータを流せばあっというまに無限大というリソースは食い尽くされる。

そもそも外部との入出力の速度以上に計算ができたとしてもまったく道具として使えるものではない。
量子コンピュータが「汎用」としては使えないゴミだという理由の1つ。
25: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/27 00:40:08
答えが存在する式なら計算って手順を踏まずに答を引き出す方法を確立できれば可能じゃないかね
問いかける前に答えが返される的な
26: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/27 11:11:11
>>25
んな逆算固定ですら無い事言われても

入力する前にアウトプットがあるコンピュータは作れないけど、自己増殖アルゴリズムで勝手に計算して勝手に答えを出すコンピュータとか、出力をそのまま自己点検してビット反転とかを施してまたアルゴリズムに突っ込んで出力を「進化」させるコンピュータは研究されてるね
27: 忍法帖【Lv=1,xxxP】 2011/09/28 23:00:48
集積回路使うなら光速の制約があるから無理じゃね?
量子コンピュータはできるかもしれないけど同じ理由でやっぱり有限かな。
ある程度までいくとソフト面(計算法)の改良に移るしかなくなるな。
送信と受信に時間がかかるから今話題のニュートリノは使えなさそうだ
中性微子 (Wikipedia) 中性微子 ニュートリノ(英: neutrino)は、素粒子のうちの中性レプトンの名称。中性微子とも書く。電子ニュートリノ・ミューニュートリノ・タウニュートリノの3種類もしくはそれぞれの反粒子をあわせた6種類あると考えられている。ヴォルフガング・パウリが中性子のβ崩壊でエネルギー保存則と角運動量保存則が成り立つように、その存在仮説を提唱した。「ニュートリノ」の名はβ崩壊の研究を進めたエンリコ・フェルミが名づけた。フレデリック・ライネスらの実験により、その存在が証明された。
29: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/30 17:03:21 ID:BZN5gbNy
信号伝達速度以外にも、デコヒーレンスの速度も関係有る
計算機の状態を決められた状態にリセットすることがどこかで必要で、そのためにデコヒーレンスを起こさせなければならない
量子デコヒーレンス (Wikipedia) 量子デコヒーレンス(りょうしデコヒーレンス)は、量子系の干渉が環境との相互作用によって失われる現象。デコヒーレンス。
(中略)
「シュレーディンガーの猫」の問題で、「波動関数の収縮」を異なる量子状態間の干渉(遷移確率)の消失(デコヒーレンス: decoherence)であるとする解釈がある。 デコヒーレンスは外部環境からの熱揺らぎなどが主な原因であるとする。これに関する Caldeira-Leggett理論によって、本質的には「シュレーディンガーの猫」パラドックスは解決できると考える研究者は多い。つまり、猫のようなマクロな系は本質的に孤立系とはなり得ず、常に外界からの揺動を受けている。その揺動は猫の波動関数を収縮させ、その結果、箱の中において猫の生死は観測前に既に決定している、ということである。
30: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/09/30 17:05:41 ID:BZN5gbNy
量子コンは、系のリセットをできる限り排除した装置だから、古典コンより計算速度速くできるはず
31: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/01 09:20:47
>>30
因数分解などの計算がいくら速くても情報処理が古典系であるかぎりそれを超える情報処理能力はない。
瞬間ピーク速度があってもそれを継続できなければゴミだってことな。

量子コンピュータの最大の欠点は大容量の量子メモリが実現不可能なことで
量子コンピュータの価値と量子メモリの価値を比べたとして電子1個分の
エネルギーと東京電力の総エネルギーを比較するようなもの。

対比ならゴミカスでしかない。
一部の極専門の特殊計算が速くてもそこに汎用性がないかぎり従来のコンピュータと比較する時点で脳内狂っている。
32: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/01 12:31:55 ID:t2WpoIBK
>>31
観測には時間が必要だが、計算途中にあるリセットは全て省けるから速くなるよ
無限に速くしたいなどという無理を言うならば、どんな方法でもそれは無理
yes/no論理しか認識できないの?
34: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/02 04:12:03
>>32
すれ違いもほどほどにしろ、スレタイが読めない識字障害者?
35: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/03 13:08:02 ID:ujsoXOub
>>34
スレどんぴしゃだろ、スレタイが読めない識字障害者?
40: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/04 06:38:08
>>35
ここは量子コンピュータ信者がくるスレじゃないぞ。
42: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/04 17:03:19 ID:Lx7a262h
>>40
物理的限界の話になると、どうしても量子効果などの話が出てくるのは無理もない
44: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/05 10:28:34
>>42
オカルト確定。
36: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/04 00:45:27
時間計算量じゃなくて空間計算量だけどメモリサイズの限界はどれくらい?
例えば、地球上の全物質をストレージとして利用できたとして容量を見積もれる?
37: ココ電球 _/::o-ν ◆tIS/.aX84. 2011/10/04 01:58:37 ID:mIStj//d
まあ10Ghzくらいが上限だろうな
それ以上はむりっす。

光が3cmしか進まない距離だし。
43: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/04 22:17:54
>>37
3.0*10^11/10*10^9=30cm
3cmよりは余裕があるな。
38: ココ電球 _/::o-ν ◆tIS/.aX84. 2011/10/04 02:01:34 ID:mIStj//d
宇宙の情報密度は 1/(宇宙の半径 * プランクサイズ^2)

=1/(390*10^8*31556926 * c * プランクサイズ^2) (bit/m^3)
を超えることはない。

俺理論
39: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/04 02:03:10
オペアンプでいいじゃん
プランク時間で動いてるようなもん
55: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/22 21:18:38
>>39
OPアンプで恒等式

これできたらすごいが
57: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/23 14:53:15
>>55
あーこれ面白いね
喧嘩の結果、平衡状態に落ちて、それが解になるってことでいいのかな
59: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/11/04 13:31:56
>>55
イグノーベル賞の粘菌の研究みたいなもんかな?

あるルールで自分勝手に動く奴らを大量に集めて
カオス状態だか「カオスの縁」状態だか分からんけど、そういう状態を作って
そこから、我々にとって有益なアルゴリズムや計算結果を取り出すっていう
61: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/11/06 07:09:36 ID:p4VNNOHF
>>55
やはり電流・電圧の耐えられる最大値が計算速度(複雑性)の限界になってしまうのだろうか
48: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/12 11:02:43
人間社会全体を一つの系と考えれば
その系は多項式よりも真に大きい
ムーアの法則を超えない程度の指数オーダーの計算能力を持ってることになる
ムーアの法則 (Wikipedia) ムーアの法則 ムーアの法則(ムーアのほうそく、英: Moore's law)とは、コンピューター製造業における歴史的な長期傾向について論じた1つの指標であり、経験則に類する将来予測である。
(中略)
ムーアの元々の文章は以下である。
「部品あたりのコストが最小になるような複雑さは、毎年およそ2倍の割合で増大してきた。短期的には、この増加率が上昇しないまでも、現状を維持することは確実である。より長期的には、増加率はやや不確実であるとはいえ、少なくとも今後10年間ほぼ一定の率を保てないと信ずべき理由は無い。すなわち、1975年までには、最小コストで得られる集積回路の部品数は65,000に達するであろう。私は、それほどにも大規模な回路が1個のウェハー上に構築できるようになると信じている。」

"Cramming more components onto integrated circuits", Electronics Magazine 19 April 1965[1]

52: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/18 16:03:29
問われてから計算するから時間がかかるんだ
なら、先に計算しておいて導き出された答えを辞書みたいに保存しておけばいいんじゃないか?

問いは単なるアドレスみたいな感じで

問いが1桁増える毎に候補が絞られて、と
58: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/23 14:58:44
>>52
組合せ回路で乗算器作るみたいなもんだな
53: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/22 07:51:01
答えを予め保存しておくやり方だと
情報記憶容量の物理的限界以上の答えを保存出来ないから
それに入ってない問題を聞かれたらアウト
54: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/22 12:31:17
物理的限界は問題だね

答=A
だった場合、直接答Aを保存しておくより其れに繋がる手前の計算と答も別の問の答として保存されているはずだから
其れを引用する事ができるはず
A=B+C/D
とか
問いにもよるけれど、ゼロからの計算よりは遥かに早くできるんじゃないかな
単純な式の問で答が膨大な桁になる場合は(πとか)どうしようもないけれど

常に記憶域を拡張し続けて
スタンバイ状態の間には常に足りない問と答を計算して保存する作業させておくとか

いつかは全ての問いに即答できる物ができるかもしれない
60: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/11/06 01:03:55
限界はないだろ

正確には収束されるはず
64: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/11/08 21:57:39
量子コンピュータには限界は存在しない。
>>63
それは観測限界でしかない
65: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/11/10 01:24:41
何かの速度に限界があったら並列に死ぬほど繋げばよくね?
66: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/11/10 14:20:43 ID:Qg9mFmRj
>>64
量子コンピュータで重ね合わせを利用して速く解ける問題のクラスは限られている。

巡回セールスマン問題に代表されるNP-完全と呼ばれる計算量のクラスに属する問題群は量子コンピュータでも速く解けないという予想があり、計算量理論の専門家達からは有名なP≠NP予想と同様にかなり強く信じられている。

計算量理論の西野が書いた量子コンピュータの本でも読んでみると良い。


>>65
コンピュータの並列化による高速化は、超並列コンピュータの構築の為に宇宙で使える物理的リソースの限界の問題を別にしても、そもそも並列化という手段で高速化できる問題のクラスが限られている。

P-完全というクラスやそれ以上に大きな計算量のクラスに属する問題群は、並列化しても効率良く計算出来るようにならない事が知られている。
68: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/11/12 05:20:14 ID:iIpdt+r+
量子コンピュータでも伝達を原理とする信号の入出力があるかぎり単一素子(原理)では量子計算が成立しても複合回路では成立しえないだろ。
信号伝達という原理を使うかぎり遅延は生じる信号と非信号を絶縁する性能も
必要となる。量子コンピュータとかのアプローチはいいが現実問題として
計算だけで情報を処理する技術部分が構築できないという問題がそこに
含まれてしまう。致命的な計算システムとしの欠陥がそこにある。
45: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/05 11:00:34 ID:u4rqKfce
量子論をオカルトというのは、科学技術は信用できないというオカルトだな
46: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/11 21:20:56
>>45
隠されたものを扱う時点で完全には否定でないだろ、
そもそも観測しなければ確定しないみたいな話はオカルトそのもの。

技術になっていないものは想像とどこに違いがあるか、たんに45が信仰しているだけだろ。
49: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/12 14:31:14 ID:DN0F4CMi
>>46
完全に否定できないものは否定しないという態度はあらゆる選別を拒否する究極の後ろ向きの姿勢
量子力学は、自然に対する観測事実を受け身的に記述するだけでなく、それを利用して自然に働きかけ、
積極的に制御するための技術になっているよ
50: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/13 09:00:03
>>49
自信で気がついてない?
51: ご冗談でしょう?名無しさん 2011/10/18 00:25:17
>>50
さわっちゃ駄目だ

おっ、これはなかなか良い議論ですね。(管理人はよくわからないけど!
無限っていうのはとても難しい問題ですよね。
何年か前に、「量子コンピューターで15の素因数分解に成功した!」みたいなニュースを見ましたけど、量子コンピューターってのは、我々が使ってるPCみたいに、汎用的な用途では使えないんだそうです。
量子コンピューターが実現したあかつきには、テレポーテーション的なことも可能になるのではないかなと勝手に思っているのですけどね。
「しずかちゃんのところへ!」みたいなね。

管理人的におもしろいと思ったのは、「量子力学はオカルト」と思ってる物理系のひとたちは案外多いのかなぁ、ということです。このスレにたまたま多いってだけかな?
4.29追記:twitterの方で↓こゆの教えてもらいました。
マーゴラス=レヴィンチンの定理 (Wikipedia) マーゴラス=レヴィンチンの定理 (Margolus–Levitin theorem) は、量子計算(厳密には計算の全ての形態)の根源的な限界を与える。この定理によると、量子コンピュータの処理速度は一秒あたりエネルギーのジュールあたり6 × 1033 演算を越えることはできない。この定理は、マーゴラス (en) およびレヴィンチン (en) により見いだされた。
な、なるほど!
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元スレ:http://uni.2ch.net/test/read.cgi/sci/1316542530/

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    • ※1 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.2.2 23:43
    量子力学はオカルトって……
    万有引力はオカルトと言われていたニュートン時代を思い出すわ
    • ※2 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.2.3 0:48
    量子力学(りょうしりきがく、英語:quantum mechanics)とは、電磁波と物質の間のエネルギー交換に際して、電磁気学や熱・統計力学では説明できないエネルギーレベルの不連続性を理由付けるために導入された理論である。(wikiより)

    ようするに『よくわからないけどこうなるよ!こういう規則が成り立つよ!それをこう利用するよ!』
    というのが量子力学だからなあ。
    • ※3 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.2.5 10:53
    情報伝達が光速を超えないのは今のところ事実だろう。
    それをトンデモ呼ばわりしたり量子コンピュータをオカルト扱いしたり
    まともな人がいないスレのように見える。
    • ※4 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.9.13 3:52
    >情報伝達が光速を超えないのは今のところ事実だろう。

    量子もつれを知らないとはw。
    完璧に調整された量子もつれ通信機があれば、遅延ゼロで月の裏側と地上から通信ができる。
    • ※5 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2014.9.13 3:55
    因みにシリコン型CPUの同作ロックは10GHZが理論的限界値だが量子コンピューターを使えばその壁を超えられる。ちなみに量子コンピューターはすでに完成しているがね。
  1. >完璧に調整された量子もつれ通信機があれば、遅延ゼロ
    >ちなみに量子コンピューターはすでに完成しているがね。

    っほー!
    最新の量子コンピューター事情って全然知らないんですが、まずまず実用レベルなんでしょうかね?あんまりニュース聞かないですけど。
    • ※7 : ドクター・ノオ・ネーム
    • 2020.3.28 9:54
    (イ)線と線を繋いだものの片方を引っ張ると釣られて引っ張られる。
    (ロ)ハードディスクの回転が速くなり過ぎると、研削砥石のグラインダー作業(サンダー作業)でハードディスクが熱で溶けてしまう。

    (ロ)熱で溶ける。ことの限界。
    (イ)風とかの誤差で常に引っ張られる。ことの限界。
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