IBMリサーチのディレクターであるダリオ・ギル氏は最近、コンピューティング技術の飛躍的な発展と世界的なコラボレーションが、現在のCOVID-19パンデミックやその他の大きな社会的課題を含む世界的な危機に対処するのに役立つだろうと述べた。

IBM Think Digitalカンファレンスでの講演で、ダリオ・ギル氏は、量子コンピューティングという新興分​​野が今日のスーパーコンピューターやその他の従来のコンピューターを補完し、科学的発見と技術革新を加速させるだろうと指摘した。

コラボレーションは成功の鍵であり、個人間の結束だけでなく、従来のコンピューティングモデルと量子コンピューティングモデル間の連携も不可欠です。彼は、「危機の際には特に結束が重要です。世界はますます複雑な課題に直面しており、私たちは協力して解決していく必要があります」と述べました。

IBMはCOVID-19ハイパフォーマンス・コンピューティング・コンソーシアムの創設メンバーとして、ウイルスとの闘いに多大なリソースを投入しています。コンソーシアムの30社を超えるメンバーは、400ペタフロップスを超えるコンピューティング能力と10万ノードを結集し、パンデミックやコロナウイルスの進化をより深く理解し、抗ウイルス薬やワクチンの開発を加速させる幅広いプロジェクトポートフォリオの構築を目指しています。

ギル氏は、研究者たちがウイルスを不活性化する方法を見つけるためにたゆまぬ努力を続けていると述べた。COVID-19パンデミックとの初期の闘いの経験から、強力なコンピューティング能力が人類がウイルスに打ち勝つ上で不可欠な助けとなることが示された。私たちの敵である新型コロナウイルスは100ナノメートル以下の大きさであり、スーパーコンピュータはウイルスのタンパク質構造をモデル化し、研究者がより深く理解するのを支援し、ウイルスと戦うために使用できる様々な化合物の探索を支援することができる。

量子ビットパラダイムに向けて

COVID-19との戦いにおいて、研究者たちは古典的なビット計算パラダイムに大きく依存してきましたが、一方で量子ビットはより強力な計算パラダイムとして登場しました。ギル氏は、「将​​来、ビットと量子ビットは基本的な計算パラダイムとなり、世界中の幅広い複雑な問題を解決するために活用できるようになるでしょう」と述べています。

古典コンピュータは、スイッチを用いたバイナリ回路を用いています。量子コンピュータは、素粒子レベルの量子物理学を応用し、重ね合わせ、推論、エンタングルメントといった自然界に存在する特定の「超能力」を利用することで、より複雑な計算を実行できます。これらの計算は量子回路を用いて表現され、量子回路は量子コンピュータの能力を正確に測る指標となります。

ギル氏はまた、「量子コンピューティングの利点は、異なる機能を実現するために異なるタイプの回路を使用できることです」と述べました。

量子コンピューティングは幅広い応用分野を有しており、COVID-19パンデミックへの対応はその一つに過ぎません。例えば、一部の回路は金融リスクのシミュレーションに使用でき、また別の回路は新しいバッテリー技術の開発に活用できる化合物に含まれるエネルギーを測定することができます。従来のプログラムに組み込むことができる量子回路のライブラリが登場しており、従来のプログラミングと量子コンピューティングを相互に補完することが可能になっています。

IBM Quantum Experience 4周年を祝う

量子コンピューティングにおける回路の重要性を強調するため、IBMは最近Quantum Challengeを開始しました。このチャレンジでは、プログラマーが5月8日までに4つの量子コンピューティング演習を完了することを求められます。参加者は量子回路への理解を深め、実践で自身の能力を試すことができます。このチャレンジは、IBM Cloudを通じてIBMの量子コンピューティング・グループに一般の人々がアクセスできるIBM Quantum Experienceの4周年を記念して開催されます。

ギル氏は、「世界で最も才能豊かな人々が、量子技術を活用するのに役立つ回路を探求するために懸命に取り組んでいることは、私たちにとって非常に幸運なことです」と述べました。これはまた、量子コンピュータが従来のコンピュータよりもはるかに高速であるという事実を裏付けています。

彼はまた、TJワトソン研究所の研究者であるセルゲイ・ブラヴィー氏と共同執筆した画期的な論文についても言及した。この論文では、量子回路が古典回路に対して優れていることが初めて数学的に証明された。

2016年5月以降、IBM Cloudを介してIBM量子コンピュータ上で1,800億個以上の量子回路を実行し、世界中で23万人以上のユーザーに量子コンピューティングへのアクセスを提供してきました。現在、IBMはIBM Cloudを通じて18種類の量子システムを提供しています。ギル氏はプレゼンテーションの中で、4つの量子コンピューティングシステムを収容するIBMリサーチの量子コンピューティングセンターの概要についても簡単に説明しました。

ギル氏は講演の中で、「量子ボリューム」という価値についても紹介しました。これは、量子ビット数の増加に伴う量子コンピュータのエラー率低減能力を測る指標です。ギル氏は、IBM製品の量子ボリュームは2016年以降、毎年倍増しており、IBMは今後もこの成長傾向を維持することに注力していると指摘しました。

多くの大手グローバル企業もIBMの量子コンピュータを積極的に活用しています。ダイムラーAGは量子コンピューティングを活用し、より優れたバッテリー材料の開発を進めています。一方、エクソンモービルは石油化学研究における熱反応モデリングへの活用を検討しています。さらに、JPモルガン・チェースはIBMの量子コンピュータを活用し、金融デリバティブ契約（「オプション」とも呼ばれます）や様々なオプションの組み合わせの価格設定手法の開発に取り組んでいます。

ギル氏はスピーチの最後に、コンピューティングの未来について自身の考えを述べました。「人工知能の基盤となるビット、量子ビット、そしてニューラルネットワークシステムの段階的な融合は、コンピューティング分野に大きな影響を与えるでしょう。私たちはAI支援プログラミングとハイブリッドクラウドアーキテクチャを活用してこの融合を調整し、基盤となるインフラストラクチャの複雑さを隠蔽していきます。」

「これは革命となるでしょう。この融合は、科学の実践方法や新技術の発見スピードを根本的に変えるだけでなく、全く新しいインテリジェントなミッションクリティカルなアプリケーションを生み出すでしょう」とギル氏は述べた。

著者: ラリー・グリーンマイヤー