
SIGBOVIK 2024カンファレンスで発表された論文では、IBMの「量子ユーティリティ」実験をコモドール64でシミュレートする試みが詳述されています。40年前の家庭用コンピュータと、127量子ビットの「Eagle」量子演算ユニット(QPU)を搭載したデバイスを対戦させるというこのアイデアは、一見突飛に思えるかもしれません。しかし、匿名の研究者(ら)は、「コモドール64」がIBMの誇るマシンよりも高速かつ効率的に動作し、「この問題に対してかなり正確な」結果を示したと結論付けています。
論文の冒頭で、研究者たちは「Qommodore 64」プロジェクトが「ジョーク」であると認めているが、IBMにとって残念なことに、量子コンピュータの有用性の証明もまた不安定な基盤の上に成り立っており、Qommodore 64チームは説得力のあるベンチマークをいくつか作成した。当時、IBMの主張には論争があったが、この量子実験を普通のMacBook M1 Proラップトップでシミュレーションするのにわずか5日しかかからなかったことを思い出す。ジョークめいた「Quantum Disadvantage」論文(PDFリンク、見出し部分は199ページから)では、この実験を、はるかに控えめなMOS Technology 6510プロセッサを搭載したマシンに移植している。
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量子ユーティリティ実験の背景にある量子理論と数学の詳細を知りたい方は、上記のPDFリンクをご覧ください。要約すると、C64ベースの実験では、ベグシッチ、ヘジャジ、チャンによって開発された疎パウリ動力学手法を用いて、強磁性体の挙動を近似しています。IBMは、このような計算は「主要な近似手法を用いて、古典コンピュータで許容できる精度で実行するには難しすぎる」と主張していたことがよく知られています。しかし、実際にはそうではなく、既に述べたように、一般的なノートパソコンでも同様の結果を得ることができます。
匿名のC64ユーザーが、量子コンピュータの限界を破る偉業について、興味深い詳細を明かしています。彼らが開発した、極端に短縮された浅い深さ優先探索モデルは、象徴的なコモドールマシンが利用可能な広大な64KBのうち、わずか15KBしか使用しませんでした。一方、最終的なコードは6502アセンブリコード約2,500行で構成され、C64の拡張ポートに装着されたカートリッジに格納されていました。このコードは、強力な1MHz 8ビットMOS 6510 CPUによって処理されました。C64では、1データポイントあたり約4分かかりました。(同じコードを最新のラップトップでテストしたところ、1データポイントあたり約800μsという結果でした。)
結論として、研究者(ら)は「Qommodore 64」は「量子デバイスのデータポイント単位よりも高速であり…エネルギー効率がはるかに高く…この問題に対してはまずまずの精度である」と主張している。この研究が他の量子問題にどの程度適用できるかという点については、「おそらく他のほとんどの問題には適用できないだろう(しかし、現状の量子コンピュータも適用できないだろう)」と皮肉を込めて示唆している。全体として、多くの詳細が提供されており、論文にリンクされている研究文献も本物であるように思われるものの、結果が完全に本物であるかどうかは判断が難しい。
読者の多くはレトロコンピューティング愛好家であり、DIY愛好家やMakerであることは承知しています。そのため、この論文の著者(たち)が、他の人が結果を再現できるようにソースコードを提供すると述べているのは朗報です。ただし、ソースコードは3つの形式のいずれかでのみ提供されるとのことです。「パピルスに手書きされたコピー、VHSテープに録画されたぼやけたスクリーンショットのスライドショー、または私が電話で直接口述したもの」です。そのため、この話には少し疑念を抱いてください。
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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。