ノースウェスト・クォンタム・ネクサス、サミット続編に向けアマゾンとボーイングをチームに加える

量子コンピューティング分野の太平洋岸北西部リーダーたちがシアトルに集結し、第1回Northwest Quantum Nexus Summitが開催されてからほぼ4年が経ちました。それ以来、量子をめぐる科学界の話題はますます盛り上がっています。では、Nexusの次なる目標は何でしょうか？それは、スターたちが勢揃いする第2回サミットです。

今週ワシントン大学で開催されるこのイベントには、Amazon Web Servicesとボーイングが参加し、学術界、企業、政府関係者約300名が参加登録している。シアトルのスタートアップ企業Moonbeam Exchangeなど、第2回サミットに参加する企業の中には、2019年3月に開催された第1回サミット当時は存在すらしていなかった企業もある。

過去4年間、ワシントン大学は量子情報科学の研究を支援するために約4,500万ドルの連邦政府資金を受け取ってきました。量子コンピューティングは、議会とバイデン政権から新たな後押しを受けています。太平洋岸北西部の二大クラウドコンピューティング企業であるAmazon Web ServicesとMicrosoft Azureは、いずれもハイブリッド量子プラットフォームを展開しています。そして先週、メリーランド州に拠点を置くIonQは、シアトル郊外のボセルに量子コンピュータの研究・製造施設を建設すると発表しました。

マイクロソフト、ワシントン大学、パシフィック・ノースウエスト国立研究所は2019年にノースウエスト・クォンタム・ネクサスの立ち上げに着手しました。数年後には、IonQ、ワシントン州立大学、オレゴン大学光・分子・量子科学センターがチームに加わりました。そして今回、アマゾンとボーイングが加わることで、この地域のテクノロジー大手2社が参加することになります。

Amazonがクラウドに量子技術を導入

AWSのAmazon Braket量子プラットフォームの主任スペシャリスト、セバスチャン・ハシンガー氏は、ライバルであるマイクロソフトが共同設立した官民コンソーシアムであるにもかかわらず、チームが参加するのに説得は必要なかったと述べた。AWSの上層部には「少し」説得が必要だっただけだと彼は語った。

「古典的技術では、競争前のオープンサイエンスの期間が短期間あるかもしれませんが…すぐに市場への競争へと移行します」とハシンガー氏は述べた。「量子技術では、皆さんご存知の通り、競争前のオープンサイエンスの期間が長期間に及ぶことになります。より広範な学術コミュニティと官民パートナーシップのような相互作用を必要とする、多くの基礎研究が必要です。」

ハシンガー氏は、AWSが量子コンピューティングをクラウドポートフォリオに追加したのは、多くの顧客からこの技術の可能性について問い合わせがあったためだと述べた。Amazon Braketはアプリケーションの実証の場となることを目指しているが、AWSの量子分野への取り組みはこれだけではない。AWSは、カリフォルニア工科大学とハーバード大学のコンピュータ科学者と協力し、研究センターを設立したほか、量子ベンチャーとの連携を強化するネットワークも構築している。

量子コンピューティングは、従来のコンピューティングとは異なるアプローチを採用しています。量子プロセッサは、明確に定義された1と0を扱うのではなく、結果が読み出されるまで複数の値を表現できる微小な粒子を操作するように設計されています。これが量子の力であり、同時に課題でもあります。

「簡単に成功するとは限らない」とハシンガー氏は述べた。「最初の量子コンピュータが、製薬業界やフィンテックなど、何にでも本当に役立つ何かを実現できるようになったとしても、『よし、差し込めば使える』といった単純な話にはならないだろう」

AWSは、新薬の発見、高性能新素材の開発、あるいは高性能バッテリーの開発など、あらゆる用途をサポートする準備を整えています。だからこそ、AWSはNorthwest Quantum Nexusに参加するのです。「国内のあらゆる地域、そして世界のあらゆる国が、こうした取り組みを行う義務を負っているのです」とハシンガー氏は述べました。

ボーイング、量子の最先端に向けて出発

アメリカ最大の航空宇宙企業が量子コンピューティングから何を得ようとしているのか、不思議に思う人もいるかもしれない。「量子飛行機はまだありません」と、応用物理学と量子技術を専門とするボーイングのアソシエイト・テクニカル・フェロー、ベン・コルテンバー氏はサミットのプレゼンテーションで冗談めかして言った。

しかし、ボーイングの量子応用研究チームのリーダーである技術フェローのマルナ・カゲレ氏は、この分野には大きな可能性があると語った。

「民間航空機以外にも、多くの製品を扱っています」と彼女は述べた。「防衛航空機、宇宙船、潜水艇など、多岐にわたる複雑な業務を担っています。これらすべての製品に新しい素材を設計しています。そして、これらすべてが量子技術の恩恵を受ける可能性があります。」

ボーイングのディスラプティブ・コンピューティング＆ネットワーク部門は、同社の量子研究と開発の中核として機能している。

あるプロジェクトでは、量子センサー技術を新しいタイプの光時計に応用し、超高精度の時間測定とGPSレベルのナビゲーションを実現することを目指しています。別のプロジェクトでは、量子コンピューティングツールを用いて、先端材料が環境とどのように相互作用するかをより深く理解することを目指しています。

「自動車を製造している企業は皆、その車が周囲の環境と相互作用しており、その環境は過酷です」とカゲレ氏は説明した。「たとえ日光の当たる場所であっても、紫外線は車にとって非常に厳しいものです。さらに、塩分も加われば、腐食が著しく進むのは想像に難くありません。国防総省は、腐食対策に年間200億ドルを費やしていると推定しています。」

量子コンピューティングは、腐食がどのように起こるかについてのより優れたモデルを作成し、損傷を軽減する方法を提案する可能性があります。

システム最適化は量子コンピューティングの強みの一つであり、ボーイング社が航空機用炭素複合材の主翼をより効率的に製造する方法を見つけるのに役立つ可能性があります。「これらの主翼を設計する際には、複合材プライを使用しています。複合材プライは一枚の布のようなもので、これらの布を様々な方法で重ね合わせることで、主翼に様々な構造特性を持たせることができます」とカゲレ氏は述べています。「このプロセスでは、全体的な最適化が可能であり、望ましい特性を得るために最適な方法を見つけ出し、全体的な設計を最適化することができます。」

ボーイングはまた、量子ツールを活用して自社のネットワークを最適化し、極低温マイクロエレクトロニクスの設計・試験プロセスを効率化する方法も検討している。「この分野では多くの成功を収めてきました」とカゲレ氏は述べた。

ノースウェスト・クォンタム・ネクサスは、ボーイングをパートナーとする唯一の官民パートナーシップではありません。ボーイングは2019年にシカゴ・クォンタム・エクスチェンジに加盟しました。しかし、カゲレ氏は、ボーイング発祥の地であるシカゴ・クォンタム・エクスチェンジに加盟できたことを嬉しく思っていると述べています。

「私たちはこのネットワークのメンバーであること、今後皆さんとより多くのことを共有できること、皆さんとつながり、この量子の旅を一緒に前進できることを本当に楽しみにしています」と彼女は語った。

今週の Northwest Quantum Nexus Summit の今後のレポートにご期待ください。