量子ビット：インテルが量子コンピューター向け極低温チップ「Horse Ridge」を発表
量子コンピューティングで進歩を遂げている企業は、Microsoft、Amazon、Googleだけではありません。Intelは量子ビット処理用の新型チップを披露し、D-Wave Systemsは新CEOを就任させ、IBMは耐量子暗号技術の開発に注力しています。量子コンピューティングの最前線をざっと見てみましょう。
インテルの「ホースリッジ」量子チップ：インテルラボは、コードネーム「ホースリッジ」の極低温制御チップが、この種のものとしてはおそらく初となるだろうと述べている。オランダのデルフト工科大学のQuTechと共同開発したホースリッジは、絶対零度に近い温度、つまり4ケルビン（華氏マイナス452度）で動作するように設計されている。そのため、インテルの本拠地であるオレゴン州で最も寒い地域の一つにちなんで名付けられた。
このような温度は、特定の種類の量子コンピューティングハードウェアに必要であり、通常、そのハードウェアは量子冷蔵庫の外部にある電子機器に有線で接続する必要があります。インテル社によると、Horse Ridgeでは、すべての計算を冷蔵庫内部から制御できるようになるとのことです。
「インテルは、大規模な商用量子システムを開発するためには、量子制御が解決すべきパズルの重要なピースであると認識していました」と、インテルの量子ハードウェア担当ディレクター、ジム・クラーク氏はニュースリリースで述べています。「だからこそ、量子エラー訂正と制御に投資しているのです。Horse Ridgeによって、 インテルはスケーラブルな制御システムを開発しました。これにより、テストを大幅に加速し、量子コンピューティングの可能性を最大限に引き出すことができます。」
D-Wave Systems の新 CEO:ブリティッシュコロンビア州バーナビーに本社を置く D-Wave Systems の最高製品責任者兼研究開発担当執行副社長である Alan Baratz 氏が、1 月 1 日付で CEO に就任します。Baratz 氏は、退職する Vern Brownwell 氏からバトンを引き継ぎます。
バラッツ氏は、サン・マイクロシステムズのJavaSoftを含む、大手テクノロジー企業やソフトウェアスタートアップ企業において、製品開発とマーケティングの分野で25年の経験を積んでいます。2017年にD-Waveに入社し、来年には同社の次世代クラウドベース量子コンピューティングシステム「Advantage」の立ち上げを統括する予定です。D-Waveは、Amazon Braket量子クラウドサービスのパートナーでもあります。
「量子コンピューティング技術を企業にもたらすためにD-Waveに入社しました」とバラッツ氏は本日のニュースリリースで述べた。「今こそ、クラウドを通じて先進的な企業や新興の量子開発者に実用的な量子コンピューティングを提供することが、実用化されている量子アプリケーションの幅広い開発を加速させる上で不可欠であると確信しています。」
IBM が耐量子暗号に向けて準備を進める: IBM は量子の最先端分野の先駆者の 1 社だが、同社の次の大きな飛躍は量子コンピューターからデータを安全に保つことを目的とした技術の分野となるだろう。
IBM Cloudの最高技術責任者ヒレリー・ハンター氏は、GeekWireに対し、IBMは2020年に耐量子暗号技術を展開する予定だと語った。こうしたソフトウェアツールは、今日の安全な取引を保護するコードを解読できる量子コンピューターに先んじて設計されている。
ハンター氏はまた、IBMのQiskitソフトウェア開発フレームワークと量子ハードウェア開発の取り組みについても称賛しました。最近では、クラウド経由でアクセス可能な53量子ビットシステムを発表しました。その後、IBM Qの副社長兼CTOであるスコット・クラウダー氏に量子に関する質問をいくつか送りました。以下は編集後のQ&Aです。
GeekWire: IBM は競合他社と協力し、量子インフラストラクチャとサービスの融合を提供することを検討していますか?
クラウダー：「量子コンピューティング技術へのアクセスを提供し、その理解と利用を促進することは、IBM Qプログラムの中核理念です。私たちは、この実現にはパートナーシップが不可欠だと考えています。だからこそ、2016年以降、19万人以上の量子開発者に本物の量子コンピューターを無償で提供してきました。スキル向上と今日の最も困難な課題の解決を目指し、80以上の組織と提携しています。私たちは既に、このビジョンを共有する世界中の企業や機関と協力しています。」
「当社の実際の量子コンピューターで独自の実験を実行するには、こちらをクリックしてください。また、IBM Q と当社のクライアント ネットワークの詳細については、こちらをお読みください。」
Q: IBM が推進している特定のプログラミング言語または標準はありますか?
A:「量子開発ツールとしてQiskitを選択しました。これは、オープンソースの量子ソフトウェアコミュニティとしては群を抜いて最大規模であり、ユーザーベースも最大規模で、機能性も最高レベルだからです。スタートアップ企業Alpine Quantum Technologyのイオントラップシステムなど、他の量子システムでも動作することが実証されています。」
「これは、IBM Q Experienceで19万人以上のユーザーが登録しているクラウドサービスの基盤です。開発者にとって量子コンピューティングへのアクセスと理解を簡素化できるよう、Pythonベースを採用しています。その結果、外部のユーザーが当社のシステム上で数十億回の実行を実行し、200件を超える研究論文が発表されました。Qiskitの詳細については、こちらをご覧ください。」
Q: 汎用量子コンピューティングにはどれくらい近づいていますか?
A:「理論上は汎用性があり、あらゆる問題に対応できますが、実際には量子コンピューターが古典コンピューターに取って代わることはありません。古典コンピューターと連携して、古典コンピューターが根本的に苦手とする今日の問題の部分を解決します。誰でもクラウド経由で当社のシステムにログインし、実験を実行できます。これにより、古典コンピューターと量子コンピューターのハイブリッド利用が可能になります。IBM Q Networkの各組織は、化学分野ではバッテリー研究、金融分野ではリスク分析と最適化といった様々な分野でユースケースを開発しています。これは、数あるユースケースの中のほんの2例に過ぎません。目標は、科学とビジネスにおける実用的な量子アプリケーションを開発することです。」
より強力な量子システムへの進歩を測るために、私たちは「量子ボリューム」と呼ばれる指標を開発しました。これは量子コンピュータのシステム全体の性能を決定づけるものです。量子ボリュームが高いほど、量子コンピュータが現実世界のより複雑な問題を解ける可能性が高くなります。量子ボリュームは、量子ビット数、接続性、コヒーレンス時間、ゲートおよび測定誤差、デバイス間のクロストーク、回路ソフトウェアコンパイラの効率など、さまざまな要因によって決定されます。この手順は、IBM QチームによるArxivの論文で説明されています。
過去3年間、システムの量子ボリュームは毎年倍増しています。現在、IBM量子計算センターのシステムのうち5つは量子ボリュームが16です。この指標の計算方法の詳細については、こちらをご覧ください。
