数十万から数百万の量子ビットを備えた量子コンピュータシステムはIBMとGoogleによって開発されており、今後10年以内に完成すると予想されている。
IBM 量子コンピューター。 写真：IBM
昨年末、IBMは、量子情報処理の単位である433量子ビット（量子ビット）のプロセッサを搭載した最大の量子コンピュータの記録を樹立した。 G7 サミットで同社は、今後 100.000 年以内に 10 量子ビットのコンピューターを完成させるという、より大きな目標を発表しました。
IBMは、他のスーパーコンピューターでは解決できない問題を解決できるスーパーコンピューターの開発に100億ドルを投じると発表した。 IBM のアイデアは、この 100.000 量子ビットのコンピューターを最高のスーパーコンピューターと組み合わせて、新薬、新しい肥料、新しいバッテリー化合物、その他の多くのアプリケーションを作成することです。
量子コンピューティングは、素粒子の特性を利用して情報を処理します。 電子、原子、小分子は、重ね合わせ原理として知られる複数のエネルギー状態で同時に存在することができ、粒子の状態は互いに結合することができます。 各量子ビットは、通常のコンピューター ビットのように 0 か 1 の状態ではなく、同時に 0 と 1 の状態で存在できるため、多くの計算を同時に実行できます。
量子コンピューター数百万量子ビット
その期待にもかかわらず、量子コンピューターはこれまでのところ、従来のスーパーコンピューターではできない有用な機能を何も果たせていません。 その理由は、量子ビットが十分ではなく、量子コンピューティング システムはノイズと呼ばれる小さな外乱によって中断される傾向があるためです。
研究者らは、量子ビットの大部分をノイズによる誤り訂正に充てることができるように、量子コンピューティング システムを大幅にスケールアップする必要があると予測しています。
したがって、量子ビットの数だけでは量子コンピューターの能力を表すことはできません。 量子ビットがどのように製造されるか、ノイズエラーを修正する能力、および現実世界で動作する能力の詳細はまだ明らかになっていません。
Googleは、数百万量子ビットを備えた量子コンピュータをXNUMX年以内に開発すると発表した。 写真：ロイター
大きな目標を掲げる企業はIBMだけではない。 Googleは、10.000年末までにXNUMX万量子ビットの量子コンピュータを開発したいと述べており、そのうちXNUMX万量子ビットのみが計算に使用され、残りは誤り訂正に使用される予定だという。
IonQ は、1.024 年までに 13 個の「論理量子ビット」を実現することを目指しています。各論理量子ビットは、2028 個の物理量子ビットの誤り訂正回路で構成されています。PsiQuantum も、Google と同様に、XNUMX 万個目の量子コンピュータ量子ビットの構築を目指していますが、明らかにはしていませんでした。タイムラインまたは構成を修正します。
成功する保証はない
IBMによると、IBMの量子ビットは現在、超伝導金属リングで構成されており、絶対零度つまり摂氏マイナス273度をわずかに上回るミリケルビン温度で動作させる場合は原子と同様に、この形式の量子ビットは現在の電流で5.000量子ビットまでしかスケールアップできないという。このテクノロジーは、計算上の利点をあまり提供できるほど大きくありません。
現在、IBM の各超伝導量子ビットの動作には約 65 ワットが必要です。 100.000 量子ビットがあれば、エネルギーを供給するには原子力発電所が必要となり、コンピューターの開発には数十億ドルが必要になります。 IBMの量子コンピューティング担当バイスプレジデントであるジェイ・ガンベッタ氏は、同社は量子ビットの隣に設置して動作させることができる「相補型金属酸化物半導体」(CMOS)技術を使用するつもりであると述べた。
CMOSはまだ実験段階にあり、量子スーパーコンピューターに必要な技術はまだ存在しないとガンベッタ氏は認めた。
このプロジェクトに費やされた 100 億ドルが 100.000 量子ビットのコンピューターを作成するのに十分であるという保証はありません。 「リスクは確かにあります」とガンベッタ氏は語った。
シンガポールに本拠を置く量子ソフトウェア開発会社ホライズン・クアンタムの最高経営責任者（CEO）、ジョー・フィッツシモンズ氏は「これは完全にスムーズな道のりではないだろう」と語った。
フィッツシモンズ氏によれば、潜在的なハードルはあるものの、IBMの計画は理にかなっているという。 「この規模では、これほど多数の量子ビットを効率的に操作できる制御システムを開発するのは困難だろう」と専門家は述べた。
Zingによると
