Google Cloud 上の AlphaEvolve: エージェントによる発見と最適化のための AI

※この投稿は米国時間 2025 年 12 月 10 日に、Google Cloud blog に投稿されたものの抄訳です。

科学と工学のイノベーターは共通の課題に直面しています。それは、新しいチップの設計や薬物分子の発見など、複雑な問題を解決するための探索空間は広すぎるため、標準的な総当たり方式では効果的に探索できない場合が多いことです。

この課題を克服するために、Google は、高度なアルゴリズム設計用の Gemini 搭載コーディング エージェント AlphaEvolve を、Google Cloud で限定公開プレビュー版としてリリースします。

科学分野のイノベーターの課題

世界で見られる、最も困難で潜在的に価値のある問題の多くは、最適化に関連しています。たとえば、データセンターのレイテンシを最小限に抑える、タンパク質の安定性を最大限に高める、物流フリートの最も効率的なルートを見つける、といった問題が挙げられます。

AlphaEvolve は、Gemini モデルの創造的な問題解決能力と、回答を検証する自動評価ツールを組み合わせたもので、最も有望なアイデアを改善する進化的なフレームワークも備えています。

この改善内容が、ユーザーが定義した「グラウンド トゥルース」評価ツールを使用してテストされます。新しいコードのパフォーマンスが優れている場合は、それが次世代の親になります。これによりフィードバック ループが作成され、時間の経過とともに学習と改善が重ねられて、最終的には最初に作成したアルゴリズムよりもはるかに効率的なアルゴリズムが見つかります。

仕組み:

Alphaevolve で既存のアルゴリズムを発見して改善する仕組みを詳しくご紹介します。

• 入力: 問題の仕様、評価ロジック（提案されたソリューションがどの程度機能するかを測定するため）、シード初期化プログラムを定義します。シードとはコンパイル可能なコードであり、これが最適化対象のアルゴリズムとなります。完全に最適化されているわけではありませんが、まずはこのシードで問題を解決します。

• ミューテーション: Gemini モデル（スピードに優れた Flash、詳細さに優れた Pro）がコンテキストを処理し、ミューテーションと最適化が施されたコードを生成して、「母集団空間」に追加します。

• 進化: 進化アルゴリズムによって、母集団空間のさまざまなコード ミューテーションのうち、組み合わせてさらに変化させるものが選択され、ミューテーションの次の進化の出発点として優先されます。

• ループ: 評価スコアの結果が LLM のアンサンブルで使用され、次の改善されたソリューションのセットが生成されます。このサイクルが再帰的に繰り返され、コードベースは初期のシードから最先端のアルゴリズムへと進化します。

Google で実証された効果

Google ではすでに、このテクノロジーを使用して、自社が抱えるエンジニアリングの難題の一部に取り組んでいます。

• データセンターの効率: AlphaEvolve によって、Google のデータセンターでタスクをスケジュールする優れた方法が見つかり、グローバル コンピューティング リソースの平均 0.7% が継続的に回復しています。

• Gemini のトレーニング: AlphaEvolve によって、Gemini のアーキテクチャにおける重要なカーネルが 23% 高速化され、Gemini のトレーニング時間が 1% 短縮されました。

• ハードウェア設計: より効率的な算術回路を発見することで、次世代 TPU の設計が高速化しました。

効果について詳しくは、こちらの論文をご覧ください。

AlphaEvolve がさまざまな業界のビジネスをサポート

このエンジンを、独自のデータやアルゴリズムの課題に適用できます。アルゴリズムの改善がさまざまな業界にどのように役立つ可能性があるか、いくつか例を挙げます。

• バイオテクノロジーと製薬: 分子シミュレーションに使用するアルゴリズムを最適化して、創薬のタイムラインを短縮し、新しい治療法の成功率を高めます。

• ロジスティクスとサプライ チェーン: 配送経路と在庫管理に優れたヒューリスティックを発見し、燃料費の削減とより強靭な配送ネットワークの構築に役立てます。

• 金融サービス: アルゴリズム リスクモデルを進化させ、複雑なポートフォリオをより効果的に管理します。

• エネルギー: スマート グリッドのロード バランシングを最適化して安定性を高め、再生可能エネルギー源をより適切に統合します。

Google Cloud で使ってみる

AlphaEvolve は、コードで定義して客観的に測定できる複雑な最適化の問題を解決するために作られています。AlphaEvolve Service API は、Google Cloud の早期アクセス プログラムを通じて利用できるようになりました。このような問題を抱えていて、早期アクセス プログラムへの参加に関心をお持ちの場合は、Google Cloud の担当者にお問い合わせください。

-Google Cloud、プロダクト管理担当ディレクター Vladimir Vuskovic

-Google Cloud、シニアスタッフ ML エンジニア兼プロダクト マネージャー Anant Nawalgaria