セミコンポータル
半導体・FPD・液晶・製造装置・材料・設計のポータルサイト
セミコンポータル

IBMが汎用の量子コンピュータを販売

|

IBMは、商用の量子コンピュータを一般販売すると発表した。「IBM Q System One」(図1)と呼ばれる、この汎用量子コンピュータは科学計算やビジネス用途に使われるという。一般ユーザーが使ってみることができるようにIBM Q Quantum Computation Centerを今年の後半にニューヨーク州のポーキープシーに開設する予定だ。

図1 IBM Q System One汎用量子コンピュータ 出典:IBM

図1 IBM Q System One汎用量子コンピュータ 出典:IBM


これまでカナダのD-Wave社が量子コンピュータを商用化しているが、これは量子アニーリングを目的としている。量子アニーリングは最適化問題を解くのに適しているが、IBMの汎用量子コンピュータはゲート方式と呼ばれる超並列演算と量子アニーリングができるように見える。従来のコンピュータだと1日もかかるような極めて複雑な問題を解くのに適している。ゲート方式の量子コンピュータは、量子力学的の重ね合わせの原理(superposition)に基づいて1,0が瞬時に0,1に変わることを利用する、超並列演算に向いた演算手法である。

例えば、財務データをモデル化する方法を見つけたり、より良い投資を行うための主なグローバルなリスク因子を分離したり、極めて効率の良い流通を扱うためのグローバルなシステムの最適な経路を見つけたり、配送用の車両管理を最適したりするような応用がありうるとしている。ディープラーニングとは違い、学習して何かを覚えるわけではないため、学習させる必要はない。

このIBM Q System Oneは、洗練され、コンパクトなモジュール方式の設計で、商用化するために安定に稼働し信頼性も高くなるように最適化しているという。研究所での用途を超えて、ビジネスにも使える汎用の超電導量子コンピュータである。

従来のコンピュータでは多くの部品を一つのアーキテクチャに統合して一緒に動作させるように、IBMは量子コンピュータでも同様のコンセプトを使い、最初の集積化量子コンピュータシステムを製作した。IBM Q System Oneは、最先端のクラウドベース量子コンピュータプログラムで動作するようにカスタム部品を集積している。例えば以下のような専用部品を内蔵している;
1) 量子ハードウエアは、高品質のキュービットを再現性良く予測できるように安定で自動校正できるように設計されている
2) 冷却技術は、冷却を持続し量子環境を分離できる
3) 小型で高精度な電子回路は、多数のキュービットを密に制御できる
4) 量子ファームウェアは、システム状態を管理し、ユーザーのダウンタイムなしでシステムを更新できる
5) 従来のコンピュータ技術でクラウドアクセスをセキュアにし、量子アルゴリズムとハイブリッドで実行する

この汎用量子コンピュータの開発にはIBMの科学者だけではなく、さまざまな業種のプロフェッショナルが係わってきた。システムエンジニアや工業デザイナ、アーキテクト、製造技術者など世界的な人材がチームに参加した。例えば、英国の工業デザインやインテリアデザイン企業のMap Project OfficeやUniversal Design Studio、イタリアの博物館陳列業者のGoppionなどがIBM Q System Oneのデザインに関わった。

最初の汎用量子コンピュータの作製には数千もの部品を集積しガラスで気密封止している。このシステムの集積化が最も難しかったとしている。量子コンピュータの演算にキュービットの品質を絶えず維持しなければならない。キュービットは、多くの配線による振動ノイズや温度変化、電磁波ノイズなどによって、特殊な量子特性を素早く、100µs以内(最新の超電導キュービットで)に失ってしまう。こういった干渉を保護することが、量子コンピュータや部品を極めて繊細に分離しなければならない理由の一つである。

IBM Q System Oneの大きさは、高さ9フィート(2.7メートル)、幅9フィート、厚さ0.5フィート(15cm)のホウケイ酸ガラスで筐体を気密封止している。回転並進を利用して内部を開けることができる。これによりシステムの保守点検を素早くできるようになる。アルミニウムと鋼鉄のフレームを統合しながら、システムのクライオスタットや制御電子回路、外部筐体を分けることができるようになっている。ただし、量子ビット数に関しては明らかにしていない。

(2019/01/11)

月別アーカイブ

Copyright(C)2001-2019 Semiconductor Portal Inc., All Rights Reserved.