Amazonプライムの幹部がIonQで量子コンピューティングの先駆者になった経緯
アマゾンプライムのエンジニアリングディレクターから量子コンピューター企業のCEOに転身した人物は、一体どうやってそうなったのだろうか？マイクロソフトが最近発表したクラウドコンピューティングプラットフォーム「Azure Quantum」を支えるIonQの社長兼CEO、ピーター・チャップマン氏にとっては、まさに典型的な転身と言えるだろう。
量子コンピューティングは、チャップマン氏がAmazonの翌日配送で取り組まなければならなかったのと同じような最適化問題を、より大規模な規模で解決することを約束している。チャップマン氏がかつて未来学者レイ・カーツワイル氏の下で働いていたこと、そして量子コンピューターこそが人間のような強力な人工知能への唯一の道であると信じていることも、量子コンピューティングの成功を後押ししている。
「私はそういう最先端技術が本当に好きなんです」とチャップマン氏はGeekWireに語った。
IonQは、5月に最高経営責任者に就任したチャップマン氏にとって、十分に先進的な企業であるはずだ。同社は量子コンピューティングの最先端技術を駆使し、閉じ込められたイッテルビウムイオンの特性を利用した斬新な技術を採用している。
適切に扱われれば、イオンはシュレーディンガーの猫で有名になった「生死のパラドックス」に沿って、複数の値を同時に表現することができます。これらのイオンは量子ビット、つまりキュービットとして機能し、1と0に限定された従来の二進演算では実現不可能あるいは実現不可能な計算結果を理論的に生成します。
「最も退屈な量子ビット」
すべて奇妙に聞こえるが、チャップマン氏は、捕捉されたイオンは単純な物理学に沿って動作すると述べた。
「これは、非常に長い間使われてきた原子時計をベースにしています」と彼は言った。「量子ビット自体には、特に変わったところはありません。正直に言うと、おそらく世の中にある量子ビットの中で最も退屈なものの一つでしょう。」
チャップマン氏と、2015年にIonQを共同設立し、現在は同社の主任科学者を務めるメリーランド大学の物理学者クリス・モンロー氏は、その退屈さこそが、グーグルやIBMのような大企業に対して優位に立つことにつながると語った。
これらの企業は、超伝導材料の進歩に大きく依存する、異なる技術の道を歩んでいます。彼らは確かに進歩を遂げています。10月には、Googleの研究者たちが、特定の種類のランダムサンプリング問題において「量子超越性」を達成したと発表しました。しかし、モンロー氏は、彼らが今後どこまで進歩できるかは不明だと述べています。
「現在、スケーリングの問題に直面しています」と彼は言った。「第一に、それぞれの量子ビットは少しずつ異なっています。第二に、それらを配線する必要があります。」
これらは、トラップされたイオンでは対処する必要のない2つの問題です。トラップされたイオンはすべて同一であり、レーザーの助けを借りて原子レベルで相互作用します。「私たちも独自の問題に直面していますが、それらは全く異なるものです」とモンロー氏は言います。
IonQが直面する課題は、接続の制御を維持しながら、増加する量子ビットを統合することです。モンロー氏によると、同社の研究者は50量子ビット程度で完全に相互接続されたシステムを実証しており、計算用途では「20量子ビットにも挑戦している」とのことです。
「スケールアップには非常に慎重です」と彼は言った。「何百万回もの演算ができない限り、100万量子ビットをテーブルに投入するつもりはありません。」
シアトル地域への飛躍的進歩
IonQのこれまでの進歩は、投資家だけでなくマイクロソフトからも注目を集めている。同社は10月、サムスン・カタリスト・ファンドとムバダラ・キャピタルが主導する資金調達ラウンドで5,500万ドルを調達したと発表した。チャップマン氏の元雇用主であるアマゾンに加え、エアバス・ベンチャーズ、ヒューレット・パッカード・パスファインダー、GV（グーグルからスピンアウトした企業）、その他のベンチャーファンドもこのラウンドに参加した。
マイクロソフトとの提携は、両社にとって飛躍的な進歩となる可能性を秘めています。IonQは、自社のイオントラップシステムの一つを、マイクロソフトのQ#プログラミング言語、Quantum Development Kit、そしてAzureクラウドプラットフォームを活用し、量子コンピューティングタスクの処理に活用する予定です。利用が増加するにつれて、より多くのシステムがオンライン化され、負荷処理が可能になるでしょう。
「需要はかなり高くなると予想しています」とモンロー氏は語った。
実際、その勢いは非常に大きく、IonQはシアトル地域、おそらくベルビューにオフィスを開設し、Azure Quantumとの連携に注力する予定です。メリーランド州に本社を置く同社は、既に約50名の従業員を抱え、ピュージェット湾地域にも数名が勤務していますが、パートナーシップが上場された今、より目立った存在感を示すことは理にかなっているとチャップマン氏は述べました。
「さらに、シアトルには多くの業界にわたる優秀なエンジニアが豊富におり、IonQは、そうした潜在的な新規従業員に太平洋岸北西部を離れてもらうのは難しいだろうと考えています」と彼は電子メールで述べた。
チャップマン氏はアマゾンでの経験もあり、その魅力を身をもって知っています。今もメリーランド州とワシントン州ノースベンドを行き来しながら仕事をしています。
量子に関する大きな疑問
では、量子コンピューティングは何の役に立つのでしょうか？その疑問に答えるために、チャップマン氏はAmazonプライムのエンジニアリングディレクターとしての経験を振り返ります。
チャップマン氏と彼のチームは、サプライヤーの倉庫から顧客の玄関まで製品を届ける最速の経路を割り出すアルゴリズムを開発することになった。例えば、顧客がUSBドライブを選択した場合、Amazonのサーバーは約60億点の商品を精査し、在庫にある1400万点の商品を特定する。
「その1秒の間に、1400万点の商品それぞれについて、その商品が保管されている850箇所のフルフィルメントセンターをすべて調べました。そして、ピッキング、梱包、箱詰めに45分かかること、そして3時のトラックに届くかどうか、3時のトラックは98%積載なので、8時のトラックまで届かないかもしれないことなどを把握し、1400万点の商品すべてについて、この1秒で全て処理したのです」とチャップマン氏は語った。
「普通の人は、それが何なのか全く分からない」と彼は言った。「そして、それが私が取り組んだ問題なのです。」
詳細:量子コンピューティングは私たちに何をもたらすのでしょうか?
コンピューター科学者らは、量子コンピューターは従来のコンピューターよりもはるかに速く複雑なシステムの複数の順列をふるいにかけることができるため、このような最適化問題は量子コンピューター向けにカスタマイズされるべきだと主張する。
USBドライブの配送だけではありません。潜在的な応用範囲は、ハッキング耐性のある暗号システムから分子化学への新たなアプローチまで多岐にわたります。マイクロソフトとそのパートナーは、既に量子コンピューティングを活用して生化学の謎を解き明かそうとしています。
「化学の問題は少し狭いように聞こえるかもしれませんが、これは最適化の問題なのです」とモンロー氏は述べた。「もし私たちがその問題に熟達すれば、当然のことながら、金融モデルとそれを最小化する方法、そして物流モデルとそれを最小化する方法を研究することになるはずです。誰もがそれぞれ最適化の問題を抱えていますが、解決できないためにほとんど無視されているのです。」
チャップマン氏は、レイ・カーツワイル氏の企業で幹部を務めた経験もあって、量子コンピューティングの可能性についてさらに壮大な展望を抱いている。カーツワイル氏は言うまでもなく、人工知能の能力向上によってもたらされる技術的特異点を長年予測してきた。
「強いAIに強い関心を持っています」とチャップマン氏は語った。「ずっと前からそう思っていました。そして、強いAIを解くには量子コンピュータが必要だと考えています。ですから、世界のために量子コンピュータが欲しいだけでなく、私自身も量子コンピュータが欲しいのです。その問題を解決したいのです。」
