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AmpereとRigettiがHPC環境におけるハイブリッド量子コンピューティングを加速

Ampere ComputingとRigetti Computingは本日、ハイブリッド量子コンピュータと古典コンピュータの開発に向けた戦略的提携を発表しました。新世代の量子ベース機械学習アプリケーションの実現を目指し、この提携では、クラウドベースのハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)環境において、AmpereのAltra Max Arm CPUとRigetti Computingの量子演算処理装置(QPU)を組み合わせます。両社は、2030年までに推定260億ドル規模とされるサービスとしての量子コンピューティング(QCaaS)市場において、最大限のシェアを獲得したいと考えています。

この提携は、データセンターに容易に導入できるハイブリッドコンピューティングソリューションの開発を目指しており、気候変動、核融合エネルギー、定量金融、医薬品開発、材料科学といった重要分野の加速を目指しています。これらの統合ソリューションは、高性能機械学習アルゴリズムの発見と導入をさらに加速させることも目的としています。Ampere Altra Maxを搭載したクラウドサーバーは、RigettiのQPUで実行される量子ワークロードから生じる膨大な量のデータを処理することが期待されています。

与える

Ampereの128コアAltra Maxは、業界をリードするコア密度と電力効率を誇ります。(画像提供: Ampere Computing)

RigettiのQPUは超伝導量子ビットをベースとしており、量子ビットのコヒーレンス、エンタングルメント、そしてワークロード処理を可能にするために、極低温で安全な環境が必要です。同社のQPUは、従来の半導体技術から得られたいくつかの教訓に基づいて設計されており、「リソグラフィで定義されたチップベースの技術」と表現されています。これは、量子ビットアレイ、線形超伝導共振器(量子ビット読み出し用)、そして関連する配線を含む、自己完結型のチップのような構造内で展開が行われることを意味します。

チップのようなアプローチにより、Rigettiはシリコン貫通ビアと超伝導フリップチップキャップボンディング技術を用いてQPUを設計することができました。これらのソリューションはいずれも、計算エラーや量子ビットのデコヒーレンスにつながる電磁干渉から量子ビットアレイを絶縁するのに役立つと同時に、関連する信号伝送配線を介して量子ビット間の通信を可能にします。Rigettiによると、提供されるシステム内のチップ数を増やすだけでスケーラビリティを実現できるとのことで、同社は既に80量子ビットAspen-Mを発表しており、これはAspen-Mチップの40量子ビットAspen-11 QPUを2つ搭載したマルチチップ量子コンピューティングシステムです。

リゲッティのAspen-M

RigettiのAspen-M量子処理ユニットは、半導体製造から得た設計の教訓を活かしたマルチチップ設計で、80量子ビットを実現します。(画像提供: Rigetti Computing)

興味深いことに、Rigettiは、IBMが昨年10月に提案した1秒あたりの回路層演算数(CLOPS)指標に基づき、Aspen-11およびAspen-Mシステムのベンチマーク結果も公開しました。これらのチップはそれぞれ844と892のCLOPSスコアを達成しました。しかし、CLOPS指標はまだ標準化されていないため、RigettiのQPUの結果がIBMのものと匹敵するかどうかは不明です(IBMは、この指標に基づくベンチマークスコアを発表した唯一の企業です)。 

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それでも、IBMが発表した5量子ビット、27量子ビット、65量子ビットのシステムのCLOPSスコアは、2021年10月の標準提案日時点でそれぞれ1419、951、753でした。RigettiのAspenシステムは、量子ビット数を増やしてもプラスのスケーリングを実現しているように見えます。しかし、CLOPS標準では、異なるワークロードの複雑さを量子ビット数に対して評価(およびスケーリング)できるため、線形スケーリングは期待できません。

Rigetti Computing と Ampere Computing はどちらもそれぞれの市場の最前線に立っており、パートナーシップの発表は、分散型量子コンピューティングという新しい大胆な世界で互いの強みを活かす十分な機会を両社に提供するものと思われます。

Francisco Pires 氏は、Tom's Hardware のフリーランス ニュース ライターであり、量子コンピューティングに関心を持っています。