人工知能の最先端研究に迫る ～大規模グラフニューラルネットワークの世界へ

鈴村　豊太郎（すずむら　とよたろう）
情報基盤センター データ科学研究部門　教授

グラフ解析とはデジタル空間や現実世界における「ヒト・モノ・コト」の関係性を簡潔に表現・解析する学問で、昨今ではニューラルネットワーク技術を組み合わせた新たな研究領域「グラフニューラルネットワーク（GNN）」として注目を浴びています。

「グラフニューラルネットワーク」の実社会での応用はまさに今実証が拡大するステージにあり、たとえばソーシャルネットワークにおけるユーザー同士の関係、金融システムにおける取引の流れ、Eコマースにおけるユーザーと商品の関係、自然言語における単語間の関係、化学物質における原子や分子のつながりなど、幅広い分野での応用が始まっています。扱われるグラフデータもごく小規模なものからソーシャルネットワークで用いられるような数百億単位の大規模なものまで多岐にわたり、時間経過に伴って動的に変化する特徴を持つものまで存在します。

画像認識や音声認識などの分野では主役となる技術が古典的な機械学習からニューラルネットワークを用いた深層学習へと移行していますが、グラフ解析の分野においてもそうしたイノベーションの波が到来しています。本講演では、今まさに実用化が広がる「グラフニューラルネットワーク」の世界の一端をご紹介したいと思います。

重力波検出器KAGRAと重力波観測の最前線

田越 秀行 (たごし ひでゆき)
宇宙線研究所 宇宙基礎物理学研究部門　教授

重力波は、アインシュタインの一般相対論から導かれる重力の波です。2015年9月にアメリカのレーザー干渉計型重力波検出器LIGOによって初めて直接検出されました．それ以来、これまで連星ブラックホール合体や連星中性子星合体などにより発生した重力波が既に90回程度観測されています。特に2017年8月の連星中性子星合体は、重力波だけでなく、ほぼ同時にガンマ線バーストが観測されると共に、重力波観測による位置情報をもとにして、あらゆる波長の天文観測装置によっても観測されるという、天文学的に極めてインパクトのある現象となりました。

現在世界には、アメリカのLIGO２台、ヨーロッパのVirgo、そして日本のKAGRAがあります。これら4台の検出器は、2023年春から次回の観測運転を予定しており、更に多くの重力波信号が観測されると期待されています。KAGRAもこの観測において重力波天文学に貢献することを目指して準備を進めています。

本講演では，重力波とは何かから始まり，これまでの重力波観測とKAGRA検出器の状況，そして今後の重力波観測の展望についてお話しします。

重力とは何か

大栗 博司（おおぐり ひろし)
カブリ数物連携宇宙研究機構・機構長

重力は、私たちを地球の表面に縛り付ける、自然界で最も身近な力です。 一方、宇宙を理解するための鍵であり、最も謎に包まれた力でもあります。 この数十年の間に、理論と観測の両面から目覚ましい発見があり、 空間、時間、重力に対する私たちの見方は大きく変わりました。

今回の講演では、重力の7つの不思議をご案内し、最近の研究について説明します