マイクロソフトは昨日、量子スーパーコンピュータの構築に向けた独自のロードマップを発表し、長年にわたるトポロジカル量子ビットの研究の軌跡を具体化しました。昨年、マイクロソフトは、通常よりも（さらに）特殊な量子ビットであるトポロジカル量子ビットの研究から、必ず成果が得られると「確信していた」画期的な成果を達成しました。そして今、同社はこの研究のブレークスルーから10年以内に実用的な量子スーパーコンピュータを実現できると述べています。
これは、マイクロソフトの先端量子開発担当副社長であるクリスタ・スヴォレ氏の言葉だ。同氏は、TechCrunchとのインタビューで、マイクロソフトでは「私たちは、量子スーパーコンピュータのロードマップと実現までの時間を、数十年単位ではなく数年単位で考えています」と語っている。
これはかなり大胆な「ロードマップ」です。もちろん、マイクロソフトは既に公言している道を歩み始めています。昨年まで単一のコヒーレントなトポロジカル量子ビットが未だに実現していなかったにもかかわらず、同社は他の多くの分野で量子コンピューティングの研究を進めてきました。マイクロソフトがトポロジカル量子ビットの実現を待つ間も、制御メカニズム、ノイズ低減、展開など、量子コンピューティングには取り組むべき領域が数多くあります。これらの領域は、同社の研究が既に、量子ビットを生成し、絡み合わせ、コヒーレント状態を維持できるという確信に基づいているからです。
「現在、私たちはまさに基礎的な実装レベルにあります」とスヴォレ氏はTechCrunchに語った。「ノイズの多い中規模の量子マシンがあります。それらは物理量子ビットをベースに構築されており、実用的かつ有益な何かを実現するのに十分な信頼性がありません。科学分野でも商業分野でも。業界として私たちが到達すべき次のレベルは、レジリエントなレベルです。物理量子ビットだけで動作させるだけでなく、それらの物理量子ビットを誤り訂正符号に組み込み、論理量子ビットとして機能するユニットとして利用する必要があります。」
本質的に、マイクロソフトは、他社が自社の量子ビットで行ってきたのと同じ作業を行う必要があります。つまり、展開できる量子ビットの数を拡大し、複雑な計算に使用できるよう量子ビットの復元力（安定性）を確保し、エラー率を低減する方法を見つける必要があります。マイクロソフトは、1秒間に100万回の量子演算速度を達成し、1兆回あたり1回のエラー率を達成できれば、量子スーパーコンピュータを実現できると見込んでいます。
現時点では、Microsoft のトポロジカル量子ビット アーキテクチャでこれにどれだけの量子ビットが必要になるかは不明ですが、今日では、動作中の量子ビット 1 つにつき約 2 つのエラー訂正量子ビットが必要です (この値はテクノロジによって変わり、量子ビットの信頼性、製造の容易さ、その他多くの要因によっても変わります)。
マイクロソフトは基本的に、世界初の量子スーパーコンピュータの構築において、他の量子大手企業と同等の有力候補であると述べている。そして、それは容易な道のりではなかった。発表に関するマイクロソフトのブログ投稿のサブタイトルの 1 つには、「ハイリスク、ハイリターンのアプローチ」とある。そして、同社は間違いなく、世界で最も才能あふれる量子研究者を擁しており、マイクロソフトがトポロジカル量子ビットでブレークスルーを達成したことがそれを十分に証明している。しかし公平を期すと、IBM もそうだし、Quantinuum もそうだ。Quantinuum は (興味深いことに) トポロジカル量子ビットに手を出し、トラップイオン量子ビットのエラー訂正機能を強化している。Intel も QPU (量子処理装置) の設計、製造、提供で大きな進歩を遂げており、他の量子コンピューティング中心の企業も同様である。
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あなたの製品が空想的な製品か、現代版のインチキ製品でない限り、私たちの世代で最も優れた頭脳を持たずに量子コンピューティング分野で働くことはあり得ません (もちろん、他の科学分野でも同じことが言えます)。
しかし、マイクロソフトの競合企業の中には、既に業界で確固たる地位を築いている企業もある。量子演算処理装置（QPU）、ソフトウェアベースのソリューション、あるいは純粋なクラウドベースの量子コンピューティングハードウェアへのアクセスなどを提供している。IBM自身のロードマップにも、マイクロソフトとほぼ同時期に独自の量子スーパーコンピュータを実現する余地が残されている。もっとも、IBMはマイクロソフトが昨日のように10年以内に実現すると明言したわけではないが。
これらの企業はいずれも、マイクロソフトよりも長い間、それぞれの量子ビットの開発に取り組んできました。量子コンピューティングのビジョンを現実のものにするまでには、必ずや困難や予期せぬ困難に直面してきたはずです。マイクロソフトも、たとえ自社の技術が他社と異なっていたとしても、必ず同様の壁にぶつかるでしょう。エンジニアなら誰でも言うように、そして長年ハードウェア愛好家として活動してきた私たち自身も、紙上（あるいは研究上）の仕様が必ずしも現実世界にそのまま当てはまるとは限らないことを痛感しています。
しかし、ここでマイクロソフトが2兆ドル規模の企業であるということが問題になってきます。巨額の資金ほど、問題を解決する力を持つものはありませんよね？
スヴォレ氏は最後に、マイクロソフトが信頼性の高い量子ビットの開発を順調に進めていると述べた。同社はこれらの量子ビットのサイズをそれぞれ約10nmと見込んでいるが、これは小さいとはいえ、インテルが既にトンネルフォールズQPU内で研究用に稼働させているシリコン量子ビットほど小さくはない。しかし、公平を期すために言っておくと、量子の世界はトランジスタと全く同じようには動作しない。一部の量子ビットが小さくなったからといって、100万量子ビットを目指す過程で、それらを単純に積み重ねることが容易になるわけではない。
興味深いことに、マイクロソフトは量子コンピュータの性能を測定するための新たな指標も提示しました。IBMが提案したCLOPS標準はマイクロソフトの見解とは一致しなかったようです。マイクロソフトは、1秒間にどれだけの信頼性の高い演算を実行できるかを測定する、自社提案のrQOPS（reliable Quantum Operations Per Secondの略）という頭字語の方がより適切だと考えています。
他の企業がより理解の進んだ量子ビットで先行する一方で、マイクロソフトが有望なトポロジカル量子ビットの陰で眠っていたとは、誰も信じていなかった。同社は単に、自らが選んだ技術に固執していただけだった。そして今、同社は10年以内に量子スーパーコンピュータ（量子以外の標準的な暗号技術を破るほどの性能を持つもの）を実現すると約束している。出だしこそ遅かったものの、競合他社に先んじたいと願っている。しかし、マイクロソフトは今、将来の展望をはるかに明確に捉えており、量子コンピューティングへの第一歩は、業界の耳に今も鳴り響いている。
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。
