量子ビット：AWSがハードウェア設計ツールをリリース、Googleがエラー率を削減
アラン・ボイル著
量子コンピューティングの最先端からの今日のニュースには、量子ハードウェアの電磁気特性をモデル化するクラウドベースのシミュレーション ソフトウェアの Amazon Web Services によるリリース、量子計算のエラー率を下げることを目的とした Google の最新の技術進歩、および最先端における公共部門の役割に関する新しい推奨事項が含まれます。
アマゾンがデザイナーのための「パレス」をオープン
Amazon Web Servicesは、複雑な電磁気モデルの3Dシミュレーションを実行し、量子コンピューティングハードウェアの設計を可能にするオープンソースソフトウェアプラットフォーム「Palace」（パラレル、大規模計算電磁気学の略）を導入します。コードはGitHubから入手でき、AWS ParallelClusterと併用できます。
AWSは、自社の量子ハードウェア開発にPalaceを社内で活用しています。このソフトウェアツールは、回路、特に量子デバイスで使用される超伝導回路の電磁気特性をシミュレートします。このモデルを微調整することで、ハードウェア開発者は設計の信頼性と効率性を最適化する方法を知ることができます。
AWSの研究者たちはブログ記事の中で、Palaceを用いて、読み出し共振器に結合された単一のトランスモン量子ビット、あるいはマイクロ波共振器の連鎖に基づく超伝導メタマテリアル導波路をシミュレートする方法について説明しています。Palaceは量子コンピューティングを主眼に置いていますが、このツールは古典的な電磁気デバイスの最適化にも使用できます。
Googleのエラー修正能力が向上
量子コンピューターの大きな課題の一つは誤り訂正です。量子ビット（キュービット）を構築することと、計算の曖昧なプロセスが確実で信頼できる結果をもたらすこととは全く別の話です。マイクロソフトは、信頼性の高い「論理キュービット」を1つ生成するには、約1,000個のキュービットを接続する必要があるかもしれないと述べています。
Google の研究者らは、本日 Nature 誌に掲載された研究論文の中で、17 量子ビットを使って 1 つのエラーを回復したり、49 量子ビットを使って 2 つの同時エラーを回復したりできる量子エラー訂正手順を開発したと述べている。
GoogleとAlphabetのCEOであるサンダー・ピチャイ氏はブログ投稿で、今回の成果は2019年にGoogleが主張した「量子超越性」を踏襲する「もう一つの大きな前進」だと述べた。しかし、エラー率を許容レベルまで下げるには、さらに大きな飛躍が必要になるだろう。「少しは下がったが、大幅に下げる必要がある」と、Nature誌はGoogleの量子人工知能研究所を率いるハルトムート・ネヴェン氏の言葉を引用した。
量子ポンプを始動させる方法
デロイトのビジネスコンサルタントは、新たに発表されたレポートの中で、量子情報システムは「変革をもたらす可能性を秘めているが、その具体的な内容を予測することはできない」と述べています。では、量子コンピューティングの発展を支援、あるいは加速するために、公共部門は何ができるのでしょうか？
報告書では、2022年時点で量子情報技術市場全体の9%未満を量子分野への連邦政府の投資が占めており、今後5年間で市場規模が440億ドルに拡大すると予測されているが、その際にも連邦政府の量子分野への投資が占める割合は小さくなる可能性が高いと指摘している。
報告書によれば、公共部門の最善の戦略としては、量子技術に関する教育と訓練を支援すること、研究大学に設置される量子コンピュータの保証された購入者となること、業界標準と量子暗号の基礎を築くことなどが挙げられる。
「量子技術が実現する未来の具体的な内容が時間とともに変化しても、公共部門のリーダーは、その実現の障害となるリスクを特定し、軽減することに貢献できる」とデロイトのコンサルタントは述べている。
