『量子』に色めくIT業界、王道のゲート方式実用化はいつ?

目指すゴールと時間軸がカギ

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ガラスの箱に収納された「IBM Qシステムワン」の心臓部
 量子コンピューター開発をめぐるITベンダー各社のつば競り合いが熱気を帯びてきた。量子コンピューターは汎用的な量子計算を行う万能型のゲート方式と、組み合わせ最適化問題に特化したイジングモデル方式に大別される。技術的なアプローチはいろいろあり、各方式とも群雄割拠の様相。カギとなるのは目指すゴールと実用化への時間軸。これをどう見据えているか。各社各様の取り組みが注目される。

 半導体の微細化技術の限界が見てきた中で、量子コンピューターは従来型のコンピューターの性能をはるかに超える膨大で高速な計算が可能な革新技術として注目される。IT業界では年明けから“量子”という言葉が飛び交い、新たなブームに色めき立っている。

 一番手を切ったのは米IBM。米ラスベガスで開催された家電・IT見本市「CES」の講演で、ジニー・ロメッティ最高経営責任者(CEO)が商用量子コンピューターの進化について語り、商用機の最新版「IBM Qシステムワン」を披露した。量子ゲート方式の開発競争はIBMとグーグルが火花を散らしている。IBMは今回、量子マシンの使い勝手を良くする周辺技術や工業デザインでも一日の長をみせ、コンピューターメーカーとしての総合力をアピールした。

 国内勢が力を注ぐのはイジングモデル方式。デジタル回路を心臓部とする専用機で挑むのは富士通と日立製作所。1月半ばには富士通が世界最大級の技術者コミュニティー「トップコーダー」の登録者を対象に、量子現象に着想を得た新しいアーキテクチャー「デジタルアニーラ」で組み合わせ最適化問題を解くコンテストを開催することを発表した。

 NECは2023年頃をめどに量子アニーリングマシンを開発する。「ノイズ耐性に優れ、量子重ね合わせ時間が長い超伝導パラメトロン素子」(中村祐一NEC中央研究所理事)で差別化を図る。同社の研究チームは産業技術総合研究所と連携し、3月に立ち上がる産総研の「量子活用テクノロジー連携研究室」に合流する。

 NTTデータはソリューションベンダーとしての立ち位置から、活用支援に照準を合わせる。1月下旬に量子アニーリング方式のビジネス利用の検証や評価を行う「量子コンピュータ/次世代アーキテクチャ・ラボ」の開設を発表した。同ラボは現時点でD―WAVEの「D―Wave2000Q」、日立製作所の「CMOSアニーリングマシン」、富士通の「デジタルアニーラ」、NTTの「LASOLV」の検証が可能。数理最適化の分野ではインドのディプテックとアルゴアナリティクスと連携。IBMとも協力する。

 相次ぐ発表で、遠い先と見ていた量子計算時代への歩みが早まったと思われがちだが、量子計算の王道ともいえるゲート方式でいえば「まだ宝探しをしているような状況」(量子の研究者)だ。量子という言葉をどういう意味合いで使っているのかを吟味しないと本質が見えてこない。

IBM Qシステムワンは、発表資料では「汎用近似量子コンピューティング統合システム」と記している。「量子状態は壊れやすく、量子ビットによるゲート状態を長く保つのは難しい」(小野寺民也日本IBM東京基礎研究所副所長)。IBMが見据えるゴールとは、システムの一部に問題が生じても全体が機能停止せずに動作し続けるフォールトレラントな耐性を備え、かつ汎用的に使える万能型マシン。現状の技術レベルはまだ遠く、「近似」と名乗っているわけだ。ただ、近似レベルであっても、50量子―100量子ビット級になると、キラーアプリケーション(魅力ある応用ソフト)を見つければブレークスルーする。その時期は早ければ21―23年頃との見方もある。

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日刊工業新聞2019年2月5日掲載

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