昨年秋、D-Wave社は、従来の1,000量子ビットのコンピュータと比べて最大1,000倍高速な、2,000量子ビットの新型量子アニーリングコンピュータを発表しました。同社はこの新型コンピュータを正式にリリースするとともに、最初の顧客として、量子コンピューティングを用いたセキュリティソリューションの強化を目指すサイバーセキュリティ企業Temporal Defense Systems社を発表しました。
「TDSとD-Waveの量子サイバーソリューションの融合は、安全な通信に革命をもたらし、内部脅威から保護し、サイバー攻撃者や攻撃パターンの特定を支援するでしょう」と、TDS最高技術責任者で元FBI副長官のジェームズ・バレル氏は述べています。「量子コンピュータの独自の計算能力と最先端のサイバーセキュリティ技術を組み合わせることで、サイバー攻撃の予防と攻撃の特定の両方に重点を置いた最高レベルのセキュリティを実現できます」とバレル氏は説明しました。
量子アニーリング
D-Wave は量子研究コミュニティから多くの批判に直面しているが、その主な理由は他の研究者が D-Wave の量子アニーリング・コンピュータが同社が言うほど有用であるとは信じなかったためである。
汎用量子コンピュータは特定の計算形式しか提供しませんが、量子アニーリング計算はさらに特化した計算形式です。汎用量子コンピュータがCPU、あるいはGPUに近いとすれば、量子アニーリングコンピュータはASICに近く、主に量子アニーリング（最適化）問題のみを解くことができます。D-Waveのチームは、量子アニーリングとは何かを説明する6分間のビデオを制作しました。
D-Waveのチームによると、量子アニーリングは機械学習の問題解決に役立つ可能性があるとのことだ。そのため、たとえ同社のコンピューターが単機能機であったとしても、機械学習タスクにおいてはるかに高いパフォーマンスを提供できれば、D-Waveの価値を高めることができるだろう。
機械学習も最適化問題と、確率を通じて特定のタスクを解決することが目的なので、D-Wave の量子アニーリングコンピューティングはまさにこの分野に適しているかもしれません。ただし、コンピューターが役に立つためには、D-Wave がそれらのアルゴリズムを活用できるように、誰かがそれらの機械学習アルゴリズムを作成する必要があります。
D-Wave 2000Q
D-Waveは2007年の正式リリース以来、量子ビット数を約2年ごとに倍増させてきました。これは古典コンピュータにおけるムーアの法則に似ていますが、量子ビットの動作原理上、量子コンピュータは性能が倍増する以上の恩恵を受けます。
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同社によれば、新しいD-Wave 2000Qは、2015年にリリースされた以前の1,000量子ビット世代よりも1,000倍高速です。このような指数関数的なパフォーマンスの向上により、あらゆる種類の量子コンピュータは、まだその段階に達していなくても、近いうちに実用的かつ有用になり始める可能性があります。
「D-Wave 2000Qシステムは、難解でありながら実世界のアプリケーションにも関連するベンチマーク問題を用いて、最先端の従来型サーバーで実行される高度に特殊化されたアルゴリズムを1000倍から10000倍も上回る性能を示しました。ベンチマークには、機械学習アプリケーションに関連する最適化問題とサンプリング問題が含まれていました」と、同社はプレスリリースで述べています。
D-waveは、従来型コンピュータ向けの高度に特化された最適化アルゴリズムを採用し、独自の「量子処理ユニット」（QPU）向けの実装を開発しました。2,000量子ビットのQPUは、シングルコアCPUと2,500グラフィックコアGPUを組み合わせた場合と比較して、最大10,000倍の速度を実現しました。また、1つのアルゴリズムを従来型のGPUベースで実装した場合と比較して、ワット当たりの性能効率も100倍向上しました。
D-Wave のコンピューターは依然として数百万ドル (正確には 1,500 万ドル) かかるのに対し、2,500 個のグラフィック コア GPU を搭載したシングル コアの従来のコンピューターはせいぜい数千ドル程度であることに留意することが重要です。
したがって、従来のコンピュータでアルゴリズムを実装する場合と比べて、D-Wave コンピュータにアルゴリズムを実装する方がはるかに複雑であることは言うまでもなく、購入したコンピュータ 1 台あたりの金額は、約 10,000 倍になります。
しかし、研究目的や競合他社に一歩先んじようとする目的であっても、D-Waveコンピューターが特定の企業にとって導入する価値がある段階に達しつつあります。D-Waveコンピューターがこのペースで進化し続ける限り、数世代後には、効率的な機械学習計算を求める企業にとって、D-WaveのQPUはもはや当然の選択となるかもしれません。
D-Wave 量子アニーリング コンピュータの将来のロードマップについて、D-Wave のシステム担当上級副社長であるジェレミー ヒルトン氏は次のように述べています。
「D-Wave 2000Q量子コンピュータは、より大規模で、より計算能力が高く、プログラム可能なシステムにより飛躍的な進歩を遂げており、より汎用的な量子コンピューティングに向けた重要な一歩です」とヒルトン氏は述べています。「今後、量子ビットの追加、量子ビット間のより豊富な接続、より多くの制御機能の追加、ノイズの低減、そしてより効率的で使いやすいソフトウェアの提供を通じて、当社の量子コンピュータの性能をさらに向上させていきます」とヒルトン氏は付け加えました。
ルシアン・アルマスは、Tom's Hardware USの寄稿ライターです。ソフトウェア関連のニュースやプライバシーとセキュリティに関する問題を取り上げています。
