IBMは、シミュレーションに「世界で最も強力なスーパーコンピュータの10兆倍以上のメモリを必要とする」大規模な量子コンピュータを構築している。

IBMは、「世界初の大規模でフォールトトレラントな量子コンピュータ」を実現するためのロードマップを公開しました。IBMによると、2029年に顧客に提供される予定のIBM Starlingは、現在の主要な量子コンピュータの2万倍の性能を持つとのことです。さらにIBMは、Starlingの計算状態を表現するだけでも「世界で最も強力なスーパーコンピュータの10兆（10の^48乗）以上のメモリが必要になる」と述べています。しかし、量子コンピューティングの世界では、かなり大胆な主張はよく聞くので、もう少し詳しく見てみましょう。

IBM Quantum Loonは、最初のNighthawkチップと同時に今年後半に発表される予定であり、量子の優位性を初めて実証する手段となると考えられます。IBMによると、これは同社の新しい量子低密度パリティ検査（qLDPC）コードのアーキテクチャコンポーネントをテストするために設計されたプラットフォームです。

IBMによると、IBM Quantum Kookaburraは2026年にバトンタッチされる予定だ。これは、エンコードされた情報の保存と処理を目的とした同社初のモジュラープロセッサを搭載する。この設計におけるイノベーションは、フォールトトレラントシステムを単一チップの枠を超えて拡張する鍵となるだろう。

最後に、IBM Quantum Cockatoo は2027年にリリースされる予定です。IBMのプレスリリースによると、このアーキテクチャは「量子チップを大規模システムのノードのように相互にリンクすることで、非現実的なほど大きなチップを構築する必要性を回避する」とのことです。これは、コンポーネントモジュールのエンタングルメントを活用することで実現したいと考えているスケーラビリティへの重要な示唆です。

上記のマイルストーンはすべて、2029 年の Starling で最高潮に達することが期待されています。これらは、IBM が本日公開した 2 つの新しい技術論文に基づくテストとデモンストレーションをまとめたものであり、提案されている大規模なフォールト トレラント アーキテクチャの背景詳細と、ロードマップの方向性を示しています。

このハードウェアイノベーションに関する驚異的な主張は、冒頭で既にお読みいただきました。しかし、もう少し詳しく見てみると、Starlingは「200個の論理量子ビットを用いて1億回の量子演算を実行できる」とされています。

IBM会長兼CEOのアルヴィンド・クリシュナ氏は、Starlingが登場すれば「現実世界の課題を解決し、ビジネスに計り知れない可能性をもたらす」と指摘する。その背後には、「数百から数千の論理量子ビットで数億から数十億の演算を実行できる」アーキテクチャが備わっているとIBMは予測している。このコンピューティングパワーの最も明らかな受益者は、医薬品開発、材料発見、化学、最適化といった分野に携わる組織だろう。

IBM Starlingは、本日発表されたIBM Quantumロードマップの最終目標ではありません。第2世代のフォールトトレラント量子コンピューティングISAはBlue Jayです。Blue Jayが登場する頃には、コンピューティングプラットフォームは驚異的な10億ゲート、2,000個の論理量子ビットにまでスケールアップしている可能性があります。Blue Jayの登場は2033年以降になると予想されています。

量子優位性 vs 量子超越性

量子コンピュータが決定的なブレークスルーを達成し、現在の古典的コンピューティングに代わる実用的かつスケーラブルな選択肢となるのはいつか、そしていつになるのか、多くの議論が交わされてきました。Googleは2019年に量子超越性を大胆に主張しましたが、すぐにIBMから強く反論されました。Googleは量子コンピュータに関する主張に関してIBMに反撃するだろうと確信しています。ですから、Googleをはじめとする量子コンピューティング企業が、今から2029年までにどのような成果を上げられるか、注目が集まります。

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マーク・タイソンはトムズ・ハードウェアのニュース編集者です。ビジネスや半導体設計から、理性の限界に迫る製品まで、PCテクノロジーのあらゆる分野を網羅的にカバーすることに情熱を注いでいます。