量子コンピューティングと神経形態学的デザインのCarver Mead

Tiffany Trader

コンピューター科学者で、発明家で、大学の物理学者のCarver Meadは、おそらくフレーズ集積回路のトランジ スターの数はおよそ 24ヶ月ごとに倍増すると言う1965年のGordon Mooreの観測に基づく「Mooreの法則」と言う言葉の普及に貢献してたことで最も知られている。Meadはまた、その予測の凄まじい持続力に尽力した。

Meadのコンピューティングへの最も重要な貢献のひとつは、単一シリコン チップ上に数万のトランジスターの装備を可能とする超大規模集積 (VLSI) と呼ばれる手法である。1979年に、Meadは世界初のVLSIデザインコースを教え、そしてシリコンチップの最初のソフトウェア選集を作成した。彼の1980年の教科書「VLSI設計の初め」は、Lynn Conwayが共著し、MeadとConway革命を開始した。Meadと彼の同輩たちは、Pacific Northwestでの「マイクロチップ革命」のための段階を設定した。複雑なチップ設計の彼の方法は、数十年間の進歩の触媒として作用した。

1980年代に、Meadは従来のCPU設計の限界で挫折し、インスピレーションのための哺乳類の脳に目を向けた。30年後に、この神経形態学的コンピューティングの分野は、Human Brainプロジェクトのような活動で脚光を浴び戻った。Meadは、今79歳で、40年以上にわたり教えたカリフォルニア工科大学の名誉教授の地位を保っている。MITテクノロジーレビューの最近のインタビューで、Meadはなぜコンピューティングの新しい形を模索するコンピューター技術者のためにそれは重要なのか詳細に説明した。

Meadの見解では、チップ業界にとって厄介な課題のひとつは電力消失である。今、長年に渡ってより速くより高速なチップに注目してきたが、熱の問題は無視できない。Meadは、「グループまたは会社または現場の成功が次世代への障害となることが、技術の進化の共通のテーマでです・・・誰もが多くの電力でますます高速に動作するものを作るために十分に報われてきました。マルチコアチップへ行くことは助けましたが、今我々が最大8個のコアで、遥か遠くに行くことができるようには思えません。彼らが注意を払う前に、人々は壁に衝突しなくてはなりません。」

これらの限界が、彼の神経形態学的デザインへの興味を促した。「私は、どのように超並列システムを作るだろうかと考えました。そして、私たちが持つ唯一の例は動物の脳でした。」と彼はMITテクノロジーレビューに伝えた。「私たちは、多くのシステムを構築しました。私たちは、網膜、蝸牛殻 — 多くの物が働いていました。私の学生の多くは、これがまだ働いています。しかし、それは私が入って行くことを考えていたよりもはるかに大きな仕事です。」

Meadはまた、電磁気と量子システムの両方を説明するための統合フレームワークの開発にエネルギーを注いでいる。これは、彼の本「集団的電気力学」に纏められている。Meadは、懐疑的であるが、現在の量子コンピューティングプロジェクトのまだ支えである。

「新しい電子デバイスが何であるかわかりません。しかし、トランジスタについては、極僅かな量子しかありません。」と彼は言う。「それは近くに無いが、彼らが量子コンピューティングと呼ぶものをやっているこれらの人々の一般に支援します。人々は、量子カップリングに基づく実際のモノを構築しようと試みているし、そして人々が実際に動くものを構築しようとするどんな時でも、彼らはとんでもなく多くのことを学ぶでしょう。それが新しい科学が本当に来るところです。」

Meadの観点は新鮮で、刺激的である。彼は、すべての新しい技術は「私たちが当然と考える基盤の一部」になる前の小さな始まりだと言う事を我々に思い出させる。でも「トランジスタは大きな産業の[かつて]小さな小さな疣」と彼は皮肉る。