数百万の量子ビット、数十億ドル：科学のブレークスルーと量子の有望な市場

量子コンピューティング分野では、量子ベースのソリューションの有用性と計算能力の両方を向上させることを目指した新たなブレークスルーが、隔週ごとに発表されているようです。Sky Newsの報道によると、オーストラリアのシドニーにあるニューサウスウェールズ大学の最新の開発により、数百万量子ビットを活用する量子システムが実現する可能性があります。 

量子コンピューティングにおける多くのブレークスルーについては、既に詳しく取り上げてきました。先制的な量子耐性暗号アルゴリズムから、自己完結型量子チップを通過する新材料の発見まで、量子コンピューティング分野はここしばらく加速傾向にあります。そして、オーストラリアのシドニーにあるニューサウスウェールズ大学の研究者たちは、量子スケーリング問題を解決したと思われ、イノベーションを11段階引き上げました。この最新の開発により、現在最大で約100量子ビットしか利用できない量子システムを実現できる可能性があります。そして、数百万量子ビットの利用は、量子コンピューティング市場の長期的な価値向上において非常に重要なステップであるように思われます。サービスとしての量子コンピューティング（QCaaS）市場は、2020年代末までに260億ドル規模にまで成長すると予測されています。

シドニーの研究者たちは、量子スケーリング問題に制御の側面からアプローチしました。自律的に動作することを意図した自動化システムでは、ユーザーが入力変数を変更できる制御メカニズムが不可欠です。今日の量子コンピューティングでは、これはマイクロ波電磁場を介して実現されます。基本的に、量子システムには、すべての量子ビットの横に電流を流すための配線が備わっています。これにより、電流の強度に応じて磁場が生成され、量子コンピューターのユーザーは量子ビットの値を操作し、必要な計算を実行できるほど量子ビットを安定に保つことができます。

解決策は実にシンプルでした。1本のワイヤーで各量子ビットを制御するのではなく、電磁場が量子ビットを上から包み込み、同時にすべての量子ビットに作用できるシステムを設計しようとしたのです。「まず、量子ビットに隣接するワイヤーを取り除き、次にマイクロ波周波数の制御磁場をシステム全体に届ける斬新な方法を考案しました。これにより、原理的には最大400万個の量子ビットに制御磁場を届けることができるようになりました」とプラ博士は述べています。その後、誘電体共振器という新たな部品がシステムに追加されました。  

「誘電体共振器は波長を1ミリメートル以下に短縮するため、マイクロ波電力を全ての量子ビットのスピンを制御する磁場へと非常に効率的に変換できるようになりました」とプラ氏は付け加えた。「ここには2つの重要な革新があります。1つ目は、量子ビットを駆動するための強力な磁場を得るために多大な電力を投入する必要がないことです。これは決定的に重要な点であり、発熱がほとんど発生しないことを意味します。2つ目は、磁場がチップ全体で非常に均一であるため、数百万個の量子ビット全てが同等の制御レベルを得られることです。」

もちろん、量子コンピュータの基本単位である量子ビットのスケーリングには、他にも課題が存在します。しかし、システムの制御はもはや問題にはならないようです。これは、現時点ですでにフィクションではなく事実である、将来的に量子コンピューティングが実際に普及するための重要な一歩です。最近のレポートでは、サービスとしての量子コンピューティング市場は、2020年の10億ドルから、早ければ2025年には40億ドルに達すると予測されています。この数字はわずか5年で6.5倍に増加する可能性があり、同じ市場は2030年までに260億ドルに達すると予想されています。そして、これは量子コンピューティングの特定のセクションであり、MicrosoftのAzureやAmazon Web Servicesなどによって配信されるサービスとしての量子コンピューティングの実行へのアクセスを提供するものであることを忘れないでください。これには、この市場を取り巻く投資と研究は考慮されていません。