量子コンピューティングを10年以内に実現しようとするテック企業の競争

IBM、グーグル、アマゾン、マイクロソフトなどの発表によると、米国のハイテク企業は、量子コンピューター・システムの規模を実験室のプロトタイプから産業用マシンにまで拡大しようとしている。チップ設計とエラー訂正におけるブレークスルーによって技術的な隔たりが縮まり、10年という長い目標に手が届きそうな企業もあれば、道のりははるかに長くなりそうだと警告する企業もある。IBMが6月に発表した本格的な設計は、以前の計画に欠けていたエンジニアリングの詳細を埋めるものだ。同社の量子プログラムを率いるジェイ・ガンベッタは、2030年までに材料シミュレーションやAIモデリングなどのタスクで古典的なコンピュータを凌駕するマシンを実現する「明確な道筋」ができたと述べた。ジュリアン・ケリーが率いるグーグルの量子研究チームは昨年、最大の技術的障壁のひとつを取り除いた。アマゾンの量子ハードウェア・チーフであるオスカー・ペインター氏は、物理学上の重要なマイルストーンがあったとしても、産業段階には15年から30年かかると警告している。基本的な量子単位である200量子ビット未満から100万量子ビット以上への飛躍は、意味のある性能を発揮するために必要である。スケーリングの妨げとなっているのは、量子ビットの不安定性である。IBMのCondorチップは433量子ビットで、コンポーネント間の干渉が見られた。リゲッティ・コンピューティング社のスボッド・クルカルニ最高経営責任者（CEO）は、この問題を「厄介な物理学の問題」と表現した。IBMによれば、この問題は予期していたことであり、現在は干渉を減らすために別のカプラーを使用しているという。初期のシステムは、性能を向上させるために個別に調整された量子ビットに依存していたが、大規模なシステムでは実行不可能であった。各社は現在、より信頼性の高い部品やより安価な製造方法を開発している。グーグルは部品価格を10分の1にし、10億ドルで本格的なシステムを構築するというコスト削減目標を掲げている。エラー訂正は、量子ビットをまたいでデータを複製することで、1つのビットを失っても結果が壊れないようにするもので、スケーリングの要件と考えられている。システムが成長するにつれてエラー訂正が向上するチップを示したのはグーグルだけである。ケリー氏は、このステップをスキップすると、"ノイズを出力する非常に高価なマシン "になると述べた。IBMは低密度パリティチェックコードと呼ばれる別のエラー訂正方式に賭けており、グーグルのサーフェスコード方式よりも必要な量子ビットが90％少ないと主張している。サーフェスコードはグリッドの各クォビットを隣接するグリッドに接続するが、有用な作業のためには100万以上のクォビットを必要とする。IBMの方法では、量子ビット間の長距離接続が必要だが、これは設計が難しい。IBMは現在、これを達成したとしているが、ガートナーのマーク・ホーバスなどのアナリストは、この設計はまだ理論上のものでしかなく、製造の現場で証明されなければならないとしている。配線の簡素化、複数のチップのモジュール化、システムを絶対零度に近づけるための大型極低温冷蔵庫の建設など、技術的なハードルは他にも残っている。IBMやグーグルが使用している超伝導量子ビットは、大きな進歩を示しているが、制御が難しい。トラップされたイオン、中性原子、光子などの代替手段はより安定しているが、速度が遅く、大規模なシステムに接続するのが難しい。英国を拠点とするユニバーサル・クォンタム社のセバスチャン・ヴァイトCEOによれば、政府の資金援助決定によって、この分野は数社に絞られるだろうとのことだ。国防総省の研究機関であるDarpaは、実用的なシステムへの最短経路を特定するためのレビューを開始した。アマゾンとマイクロソフトは、エキゾチックな物質状態を含む新しい量子ビット設計の実験を行っている。「難しいからといって、それができないわけではありません」とホーヴァスは言い、100万量子ビットの大台に乗せるという業界の決意を要約している。クリプトポリタン・アカデミー2025年、DeFiで受動的収入を得る新しい方法が登場します。詳細はこちら

https://www.cryptopolitan.com/usable-quantum-computer-this-decade/