量子コンピューティングの次は何になるのか

企業は実用的なハードウェアと長期的な目標を優先し、量子ビットの記録を達成することから遠ざかっています。

このストーリーは、MIT Technology Review の「What's Next」シリーズの一部であり、業界、トレンド、テクノロジーを横断的に見て、将来の展望を示します。

2023 年、量子コンピューティングの進歩は、大規模なハードウェアの発表よりも、研究者が長年の努力を結集し、チップ同士が通信できるようにし、この分野がますます国際化する中でノイズでやりくりすることから脱却することによって決まることになるでしょう。範囲。

長年にわたり、量子コンピューティングのニュースサイクルは、記録を樹立したシステムに関する見出しが占めていました。 GoogleとIBMの研究者たちは、誰が何を達成したか、そしてそれが努力の価値があるかどうかをめぐって口論になってきた。しかし、誰が最大のプロセッサを搭載しているかについて議論する時期は過ぎたようです。企業は頭を下げて、現実世界での生活に向けて準備をしています。突然、みんなが大人のように振る舞うようになりました。

研究者たちがいかに誇大広告から抜け出したいと思っているかを強調するかのように、IBMは2023年に、これまで以上に多くの量子ビット、つまり「量子ビット」を投入する傾向に逆行するプロセッサを発表すると予想されている。量子コンピューターの処理ユニットである量子ビットは、超伝導回路、トラップされたイオン、光の量子粒子であるフォトンなど、さまざまなテクノロジーから構築できます。

IBM は長年にわたって超伝導量子ビットを追求しており、チップ上に実装できる量子ビットの数を長年にわたって着実に増やしてきました。たとえば、IBMは2021年に、記録破りの127個を搭載した製品を発表した。 11月に同社は433量子ビットのOspreyプロセッサをデビューさせ、2023年にはCondorと呼ばれる1,121量子ビットのプロセッサをリリースすることを目指している。

しかし今年、IBMはわずか133量子ビットを持つHeronプロセッサをデビューさせることも期待されている。これは後退のように見えるかもしれないが、同社が熱心に指摘しているように、Heron の量子ビットは最高品質になるだろう。そして重要なことに、各チップは他の Heron プロセッサに直接接続できるようになり、単一の量子コンピューティングチップから、複数のプロセッサを相互に接続して構築される「モジュール型」量子コンピュータへの移行が予告されます。この動きは、量子コンピュータの大幅なスケールアップに役立つと期待されています。。

Heron は、量子コンピューティング業界における大きな変化の兆しです。最近のいくつかのブレークスルー、積極的なロードマップ、および高レベルの資金のおかげで、ほんの数年前に多くの人が予想していたよりも早く汎用量子コンピューターが登場する可能性があると一部の専門家は示唆しています。「全体的に見て、物事は確かに速いペースで進んでいます」とウォータールー大学量子コンピューティング研究所の副所長ミケーレ・モスカ氏は言う。

専門家が進歩を期待している分野をいくつか紹介します。

IBM の Heron プロジェクトは、モジュラー量子コンピューティングの世界への第一歩にすぎません。チップは従来の電子機器に接続されるため、情報がプロセッサーからプロセッサーに移動する際に情報の「量子性」を維持できなくなります。しかし期待されているのは、そのようなチップが最終的には量子に優しい光ファイバーやマイクロ波接続で接続され、100万個もの量子ビットが接続された分散型大規模量子コンピューターへの道を開くことだ。これは、有用なエラー訂正された量子アルゴリズムを実行するために必要な数である可能性があります。 IBM Quantum Hardware System Development のディレクターである Jerry Chow 氏は、「サイズとコストの両方で拡張できるテクノロジーが必要なので、モジュール性が重要です」と述べています。

他の企業も同様の実験を始めている。「何かを結びつけることが、突然大きなテーマになった」と量子ビットとして光子を使用する PsiQuantum の最高科学責任者である Peter Shadbolt 氏は言います。 PsiQuantum はシリコンベースのモジュラーチップの最終仕上げを行っています。シャドボルト氏は、それに必要な最後の部分である超高速で低損失の光スイッチは、2023年末までに完全に実証されるだろうと述べている。「これにより、完全な機能を備えたチップが得られる」と彼は言う。その後、倉庫規模の建設が始まります。「製造しているシリコンチップをすべて取り出して、それらを組み立てて、建物規模の高性能コンピューターのようなシステムを構築します。」