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情報教育特別講義(実践的量子ソリューション創出論)

木曜5限. 単位数/Credit(s): 2.00単位. 担当教員(所属)/Instructor (Position): 大関 真之 所属:情報科学研究科. 対象学部/Eligibility: 全. 開講期/Term: 1/3/5/7セメスター. 科目群/Subject Group: 全学教育科目先進科目-情報教育. 年度: 2026. 科目ナンバリング/Course Numbering: ZAC-OIN805J. 使用言語/Language of Instruction: 日本語.

科目コード

CAB017203

科目名/Subject

情報教育特別講義(実践的量子ソリューション創出論)

教室/Place

川北キャンパスB102

メディア授業科目/Media Class Subjects

主要授業科目/Essential Subjects

各学部の履修内規または学生便覧を参照。

授業題目/Class Subject

社会課題解決と量子コンピュータ:未来を創る実践的プロジェクト演習

授業の目的と概要/Class Objectives and Summary

■ 授業の目的 (Course Purpose)
本講義の目的は、最先端技術である「量子アニーリング」を武器に、実在する企業の抱える「本物の課題」に挑み、解決策を提案・実装することにある。

「大学の授業は座学ばかりで、社会に出てから役に立つのかわからない」——そんな疑問を持ったことはないだろうか? 本講義では、物理学の専門知識も、プログラミングの経験も一切問わない。必要なのは「社会を良くしたい」「自分の価値を高めたい」という意欲だけである。

量子コンピュータという次世代のツールを使いこなし、企業担当者との対話を通じて「社会の本当の姿」を知る。このプロセスは、形式的な就職活動以上に、働くことのリアリティと厳しさ、そして面白さを肌で感じる機会となるだろう。自らの手で課題を見つけ、解決策を創り出す経験を通じて、AI時代に求められる「自ら考え、動ける人材」としての圧倒的な価値を獲得することを目的とする。

■ 授業の概要 (Course Description)
本講義は、従来の講義形式(知識の伝達)とは全く異なる、PBL(Project Based Learning:課題解決型学習)形式で行う。リアルな社会との対話(第2回〜第4回) 協力企業の方々を招き、実際のビジネス現場で起きている課題や悩みを直接ヒアリングする。ネットや教科書には載っていない「生の声」から、解決すべき本質的な問題を探り当てる。
武器の獲得(第1回、第6回〜第11回) 課題解決のための強力なツールとして、最適化問題に特化した量子コンピュータ「量子アニーリング」の使い方を学ぶ。文系理系を問わず、プログラミング初学者でも扱えるよう、基礎から丁寧にハンズオン形式で習得する。量子力学の数式は扱わず、あくまで「道具」としての活用法に注力する。
ソリューションの創造(第5回、第12回〜第15回) チームを組み、ヒアリングした企業の課題に対して、量子アニーリングを用いた解決策(アプリやシステム案)を考案する。企業担当者からのフィードバックを受けながら案をブラッシュアップし、最終的にはプロトタイプの発表を行う。


学修の到達目標/Learning Goals

■ 達成目標 (Learning Objectives)
本講義の履修により、受講生は以下の能力を身につけることができる。
課題発見・解決力: 曖昧な状況から本質的な課題を抽出し、論理的に解決策を構築する能力。企業の現場担当者とのコミュニケーションを通じて、ビジネスレベルの折衝力を養う。
先端技術の活用力: 量子アニーリングやクラウド実行環境(Python等)の基礎操作を習得し、数式や理論に怯むことなく、新しいテクノロジーを「使う側」に回るリテラシーを身につける。
チームビルディングと共創: 多様なバックグラウンドを持つメンバーと協働し、一つのプロジェクトを完遂する経験を通じて、リーダーシップとフォロワーシップを実践する。
プロフェッショナル・マインド: 「答えのない問い」に対して自律的に考え、成果をアウトプットする姿勢を確立し、社会人としての基礎体力を飛躍的に向上させる。

授業内容・方法と進度予定/Contents and Progress Schedule of the Class

授業計画(全15回)
【第1フェーズ:社会を知る・課題を知る】
1. 量子アニーリングと量子コンピュータの概要 (なぜ今、量子なのか? 社会を変える「最適化」という視点)
2. 参加企業からのヒアリングI (現場の最前線に立つ企業人の「本音」と「悩み」を聞く)
3. 参加企業からのヒアリングII (異なる業種の課題を知り、社会の複雑さに触れる)
4. 参加企業からのヒアリングIII (課題の背景にある社会構造やビジネスモデルを深掘りする)
5. 受講者同士でのグループワークによる課題抽出 (聞いた話を整理し、「私たちが解くべき問題」を定義する)

【第2フェーズ:武器を手に入れる】
6. 量子アニーリングの利用検討 (その課題、本当に量子で解ける? マッチングの見極め)
7. 量子アニーリング手法の伝授(数分割問題) (まずは触ってみよう:パズル感覚で学ぶ最適化の基礎)
8. 量子アニーリング手法の伝授(制約条件・グループ分け) (ルールの記述法:「あれもこれも満たしたい」をどう書くか)
9. 量子アニーリング手法の伝授(2次項の役割) (相性の数理:「あちらが立てばこちらが立たず」の解決法)
10. 圧縮センシング・量子アニーリング手法の伝授(ブラックボックス最適化) (少ない情報から真実を見抜く:高度なデータ活用術)
11. 量子コンピュータの利用法(グローバーアルゴリズム・ショアのアルゴリズム) (ゲート型量子コンピュータの世界も少しだけ覗いてみる)

【第3フェーズ:価値を創る・届ける】
12. ソリューション案の議論・FB I(フィードバック) (アイデア出しと企業担当者への壁打ち:仮説検証)
13. ソリューション案の議論・FB II (プロトタイプ作成と修正:技術的な実現性の検討)
14. ソリューション案の議論・FB III (最終調整:相手に伝わるプレゼンテーションへの昇華)
15. 成果発表会 (企業担当者を前にした最終プレゼン:君たちの案は社会を変えるか?)

成績評価方法/Evaluation Method

成果報告会での発表内容及びグループワークでの貢献を評価する。

教科書および参考書/Textbook and References

  • なし。YouTube動画など過去の活動内容や別途資料を参照する。, なし, なし なし ISBN/ISSN: なし 資料種別:なし

授業時間外学修/Preparation and Review

discordで講義のコミュニティ内で議論や質疑も受け付けながら講義時間以外での活動を推奨する。

授業へのパソコン持ち込み【必要/不要】/Students must bring their own computers to class [Yes / No]

必要

連絡先(メールアドレス等)/Contact(Email, etc.)

全学教育HP掲載の「全学教育科目授業担当教員連絡先一覧」を参照。

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