株式会社Preferred Networks（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：岡野原 大輔、以下、PFN）は、PFNが2018年から開発を主導してきたオープンソースのハイパーパラメータ自動最適化フレームワークOptuna™（オプチュナ）を、安全性や実行速度が特長のプログラミング言語Rustで実装したRustuna（ラスチュナ）ならびにメジャーアップデート版のOptuna v5.0を本日公開しました。

Optunaは当初、機械学習のハイパーパラメータ最適化フレームワークとして開発されましたが、近年では材料科学をはじめ多様な分野へと活用範囲が広がっています。一方で、用途の多様化に伴い、Optunaの従来の設計や実装では効率的な探索が難しいユースケースも顕在化してきました。

OptunaはAIの分野で広く使われているプログラミング言語Pythonで記述されていますが、Rustunaは同機能をRustで実装したフレームワークです。Optunaと比較して実行速度や消費メモリ量が大幅に改善されており、より広範かつ大規模なユースケースに対応します。

Rustunaの特長

1. 高速な動作
   Rustunaは、Optunaでは対応が難しかった数十万回以上の大規模な探索を高速に処理可能です。PFNでの検証において、ユースケースによってはOptunaに対し最大1,000倍高速に動作することを確認しました。
2. メモリ消費の改善
   Rustunaは消費メモリの観点でも優れています。PFNのグループ会社であるMatlantis株式会社が提供する結晶構造探索サービス「Matlantis CSP」ではOptunaを活用しています。この度Rustunaに置き換えて検証をした結果、探索時の消費メモリが約50%削減（※10万試行時想定）、これにより探索回数の大幅な増加や高い並列数での実行が可能となり、本格導入に向けた開発が進行中です。

Optuna v5.0の主要な新機能や改善

1. デフォルトの最適化アルゴリズムの性能を改善
   Optunaが標準的に利用する単目的アルゴリズムであるTPEの性能が改善されました。また、多目的最適化で使用するアルゴリズムが多目的TPEに変更されたことにより、多くの最適化タスクにおいて前回までのリリースよりも優れた最適化性能を達成しています。
2. KDD 2026で採択されたハイパーパラメータ重要度計算アルゴリズムのサポート
   「KDD」はデータサイエンス分野におけるトップ会議の1つです。ハイパーパラメータの重要度計算アルゴリズムであるPED-ANOVAを、動的な探索空間でも利用可能にするための拡張手法の提案論文がKDD 2026の本会議に採択されました。本手法はOptunaにも実装され、より様々な用途でハイパーパラメータの重要度を確認できます。

Rustunaの詳細についてはRustunaリリースブログ、Optuna v5.0の詳細についてはOptuna v5.0 リリースブログをそれぞれご覧ください。

Optunaは、v4.0リリース時と比べて、ダウンロード数は約6.1倍にあたる月間1830万回以上、GitHubリポジトリのStar数は約1.4倍にあたる14700 starsに到達しています。また、当時同時公開した機能共有プラットフォームOptunaHubには、コントリビュータが開発した最先端の最適化アルゴリズムや性能評価のためのベンチマークなど100以上の機能が現在公開されています。さらに、論文 “OptunaHub: A Platform for Black-Box Optimization” (arXiv) が機械学習分野で最も権威ある雑誌の1つであるJournal of Machine Learning Research誌に採録されることが決定しており、近日公開予定です。

PFNは、社外からOptunaの開発に参加する開発者の方々と協力しながら引き続きOptunaの開発に取り組み、先進的な機能の試作・実装を精力的に進めていきます。

Optuna/Rustunaについて

Pythonで書かれたハイパーパラメータ自動最適化フレームワークOptunaは、様々な機械学習ソフトウェアと一緒に使用することで、アルゴリズムの挙動制御やモデルの精度向上につながる最適なハイパーパラメータを発見するための試行錯誤を自動化することができます。PFNが2018年12月にオープンソースとして公開して以来、多くの外部コントリビュータが参加して活発に開発が進められています。

• ウェブサイト： https://optuna.org 
• Optuna GitHub : https://github.com/optuna/optuna 
• Rustuna GitHub： https://github.com/optuna/rustuna 
• OptunaHub： https://hub.optuna.org 
• 開発者ブログ（Rustuna）： https://www.preferred.jp/ja/blog/tech/announcing-rustuna 
• 開発者ブログ（Optuna v5.0）：
  https://www.preferred.jp/ja/blog/tech/announcing-optuna-5-0