マイクロソフト、PNNL、UWがホワイトハウスのAIと量子研究のための10億ドルのイニシアチブに参入
マイクロソフト、パシフィック・ノースウエスト国立研究所、ワシントン大学は、人工知能と量子情報科学の研究を推進するためのホワイトハウスの10億ドルの取り組みを支援する役割を果たしている。
これら 3 つの組織はすでに Northwest Quantum Nexus を通じて協力し、化学からシステム最適化、金融モデリングに至るまでのさまざまな分野で新たな可能性を切り開くと期待される量子コンピューターのインフラストラクチャの開発に取り組んでいます。
本日発表された取り組みは、商用規模の量子コンピュータの開発に向けた進歩を加速させる可能性が高いと、マイクロソフトの量子ハードウェア担当ゼネラルマネージャー、チェタン・ナヤック氏はブログ投稿で述べた。
「本日は、米国政府によるこの分野への最大規模の投資の一つとなります」と彼は述べた。「人材育成と技術移転の専門知識に加え、科学的なリーダーシップも提供しているマイクロソフトにとっても、これは特筆すべき瞬間です。」
今後5年間、米国エネルギー省は、アルゴンヌ国立研究所、ブルックヘブン国立研究所、フェルミ国立研究所、オークリッジ国立研究所、ローレンス・バークレー国立研究所のチームが主導する5つの量子コンピューティング研究センターを支援するため、最大6億2500万ドルを拠出します。民間部門と学術機関からの拠出金は、さらに3億ドルに上ります。
マイクロソフト、PNNL、ウィスコンシン大学は、オークリッジ国立研究所が主導する量子科学センターのパートナーであり、量子処理を取り巻く困難な科学的課題の解決を目指しています。古典コンピューティングにおける1か0かという明確に定義された世界とは対照的に、量子コンピューターは量子ビット（キュービット）を用いて動作し、複数の値を同時に反映することができます。
マイクロソフトとPNNLは、アルゴンヌ国立研究所が主導する官民コンソーシアム「Q-NEXT」にも参加しています。次世代量子科学工学（Next Generation Quantum Science and Engineering）は、量子コンピューティング技術のインフラ構築に注力します。（ボーイングもQ-NEXTのパートナーです。）
PNNLとUWの研究者は、ブルックヘブン国立研究所が主導する量子優位性共同設計センター（C 2 QA）でも連携しています。C 2 QAは、高エネルギー物理学、原子核物理学、化学、材料科学などの分野における量子現象の活用に焦点を当てます。
マイクロソフトは、バークレー研究所がサンディア国立研究所と共同で主導する量子科学アクセラレータの外部諮問委員会にも参加しています。エネルギー省が資金提供する5番目のセンターは、フェルミ国立加速器研究所が主導する超伝導量子材料・システムセンターです。
「量子コンピューティングの可能性を実現することは、公的機関であれ私的機関であれ、いかなる単一の機関の能力も超えている」とPNNL所長のスティーブン・アシュビー氏は述べた。
「これらの新しい量子科学センターの力は、国立研究所、一流大学、そしてその他の研究機関の間で築かれるパートナーシップにあります」と彼はニュースリリースで述べた。「PNNLの科学者とエンジニアが3つのセンターに参加し、その専門知識を活かして信頼性の高い量子コンピュータの開発に取り組み、科学とエネルギーにおける最も差し迫った課題の解決に役立てることを誇りに思います。」
放射線が量子コンピュータに与える影響
ちょうど今日、PNNL とマサチューセッツ工科大学の研究者が、量子コンピューティングが直面している課題の 1 つに取り組みました。
ネイチャー誌に掲載された論文で、研究者らは、環境中の自然発生源からの放射線が超伝導量子ビットの性能を制限する可能性があることを報告した。こうした放射線は、コンクリートなどの地上の物質から放出されるか、宇宙線として大気圏に降り注ぐ可能性がある。
「私たちの研究は、環境中の低レベル電離放射線が超伝導量子ビットの性能を劣化させることを明確に示した初めての研究です」と、研究共著者であり低レベル放射線測定の専門家であるPNNLのジョン・オレル氏はニュースリリースで述べた。「これらの研究結果は、この設計の量子コンピュータで長年求められてきた性能を達成するには、放射線遮蔽が必要であることを示唆しています。」
新たに発表された研究結果は、量子ビットの設計と構築に直ちに影響を与える。例えば、研究者らは、量子コンピューターの構築に使用する材料には、放射線を放出する材料は含まれるべきではないと述べている。
さらに、実験用量子コンピュータを大気中の放射線から遮蔽する必要があるかもしれません。そのため、地表からの放射線被曝を99%削減するPNNLの浅い地下実験室は、将来の量子コンピュータ開発にとって魅力的な選択肢となるかもしれません。
この研究は、宇宙の謎の構成要素である暗黒物質の性質に関する研究の今後の方向性にも影響を与える可能性があります。暗黒物質は、通常の物質の約6倍の量があると考えられています。暗黒物質を検出する一つのアプローチとして、量子ビットに類似した要素を備えた超伝導検出器の使用が求められています。
「このプロセスに対する理解を深めることで、超伝導センサーの設計が改良され、より高感度な暗黒物質の探索が可能になるかもしれない」と、暗黒物質の検出と超伝導量子ビットへの放射線の影響の両方に取り組んでいるPNNLの研究物理学者ベン・ロアー氏は述べた。
7つのAI研究センターが設立
5 つの量子研究センターに加えて、10 億ドルの取り組みにより、全国の大学に 7 つの AI 研究機関が設立されます。
国立科学財団と米国農務省の国立食料農業研究所は、他の連邦政府機関と協力して、今後 5 年間で以下の研究所に 1 億 4,000 万ドルを割り当てる予定です。
- オクラホマ大学ノーマン校のチームが主導する、気象、気候、沿岸海洋学における信頼できる AI の研究を目的とした NSF AI 研究所。
- テキサス大学オースティン校のチームが率いるNSF AI 機械学習基礎研究所。
- コロラド大学ボルダー校のチームが主導する、NSF AI 学生 AI チーム化研究所。
- イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のチームが率いる、NSF AI 分子発見・合成戦略・製造研究所 (NSF 分子メーカー ラボ) 。
- MIT のチームが率いるNSF AI 人工知能および基礎的相互作用研究所。
- カリフォルニア大学デービス校のチームが率いるUSDA-NIFA 次世代食品システム AI 研究所。
- イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のチームが主導する、USDA-NIFA AI 未来の農業レジリエンス、マネジメント、持続可能性研究所。
「本日選定される国立AI研究所は、大規模で多分野・多セクターにわたる連携体制で構成されています」と、ホワイトハウスの最高技術責任者であるマイケル・カーツィオス氏は報道発表で述べた。「これらの研究所は、数十の大学やその他の組織からなるコンソーシアムを結集し、最終的には学界、政府、産業界を網羅することになります。」
NSFは今後数年間でAI研究機関の設立を計画しており、パートナー機関からの拠出金を含めた助成金総額は、来年の夏までに3億ドルを超えると予想されています。
