量子物理学：コンピューターゲームで量子速度限界を調べる
Nature 532, 7598 doi: 10.1038/nature17620
人間は、計算が極めて複雑な問題を、単純で低次元の発見的戦略を直観的に作って、日常的に解いている。市民科学（つまりクラウドソーシング）は、科学研究の問題を一般の人々に提示して、こうした人間の能力を利用する方法である。「ゲーミフィケーション」は、ゲーム以外の場面にゲームの要素を適用することであり、市民科学者によって研究問題の解が得られる有効なツールである。市民科学ゲームのFoldit、EteRNA、EyeWireはタンパク質とRNAの折りたたみや神経マッピングの研究に使われ成功しているが、量子物理学の問題にはこれまでゲーミフィケーションは適用されていない。本論文では、量子物理学の最適化問題をゲーム化するオンラインプラットフォームであるQuantum Movesについて報告する。我々は、人間のプレーヤーが量子計算タスクに伴う難しい問題の解を見いだせることを示す。プレーヤーは、純粋に数値的な最適化が失敗する問題の解を得ることができ、その解を分析すれば、より難解で一般的な性質の最適化問題の手掛かりが得られる。我々は、プレーヤーの戦略を使って、確立されている最も優れた数値法よりも効率の良い少数パラメーターの発見的最適化法を開発した。時間最適解に伴う数値的な複雑さは、処理時間が短いほど増大する。我々は、これをよりよく理解するため、最適化ランドスケープの低次元レンダリングを作成した。このレンダリングによって、従来の最適化法が量子速度限界（すなわち、完全な忠実度が得られる最短処理時間）の近くで失敗する理由が明らかになった。最適化ランドスケープと発見的解法戦略を組み合せた分析は、量子物理学やそれ以外のさまざまな最適化問題に役に立つ可能性がある。
