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シカゴの通りに面した窓から、稼働中の量子コンピューターが見えるようになった。
11月6日、IBM、シカゴ大学（UChicago）、イリノイ州、そしてIllinois Quantum and Microelectronics Park（IQMP）は、UChicagoのHyde Park LabsでIBM Quantum System Twoを公開した。イリノイ州初のIBM製量子コンピューターであり、同社は現在利用可能なシステムとして最も先進的なものだとしている。
このマシンは、床から天井までのガラスの奥、路面階に設置されている。IQMPのCEO、Harley T. Johnson氏は、IBMに対して説明し、おそらく世界で最も一般の目に触れる量子コンピューターになるだろうと述べた。
意義は見た目にとどまらない。このシステムは、イリノイ州知事のJB Pritzker氏が2024年にIBMを主要メンバーとして設立したNational Quantum Algorithm Center（NQAC）の中核を担う。
ガラスの向こうにあるもの
このシステムはIBM Quantum Nighthawk r2で動作している。eWeekはすでに、19秒間の量子サンプリングベンチマークを報じている。
IBMの公開仕様によると、このチップは次の機能を備える。
- 量子ビット：プログラム可能な量子ビット120個。正方格子上で、調整可能なカプラー218個によって接続されている。
- リセット用ハードウェア：独立したリセット要素120個を備え、物理量子要素は合計458個。
- スループット：毎秒10万回を超える回路を処理でき、IBMによればHeronの全システム群の25倍に相当する。
- 深さ：IBMは、7,500個を超えるゲートで構成された回路でも正確なオブザーバブル推定が可能で、2026年のロードマップ上のマイルストーンを達成したと報告している。
シカゴが量子研究に投資する理由
IBMとイリノイ州は2024年12月に計画を発表し、州は設備と敷地整備に2,500万ドルを拠出すると約束した。このコンピューターの恒久的な設置場所は、シカゴ南東部で建設中の量子キャンパス、IQMPだ。それまではUChicagoが受け入れる。
「現在、このシステムはイリノイ州全域、さらには州外の組織にも、科学的に有用な成果を提供できる」と、IBMの会長兼CEOであるArvind Krishna氏は述べた。
UChicagoのPaul Alivisatos学長は、この場所の意義を強調した。「このマシンがここHyde Parkで公開されることを大変うれしく思います。近隣住民や地域社会の皆さんが未来を垣間見ることができるからです」
Pritzker氏は実用面を重視した。「次世代のブレークスルーをイリノイ州で実現したい」と同氏は述べた。
IBMは、パートナーがホストする導入も拡大している。その中には、 Lockheed Martinが関与する契約を通じてスイスで計画されているSystem Twoも含まれる。
eWeekの見解：シカゴの量子技術への賭けには、ハードウェア以外の成果が必要
シカゴには現在、アルゴリズム研究センターを支える稼働中の量子コンピューターがある。IBMの次期プロセッサーは、なお将来のマイルストーンだ。11月11日、同社は Nighthawk r3の計画を発表し、プログラム可能な量子ビット520個で1万回の量子操作を実行できるよう設計した。2027年にはr3プロセッサー2基を接続し、量子ビット1,040個のシステムにする計画だ。
この発表によって、シカゴのマシンがIBMの現在利用可能な最先端システムであることが変わるわけではない。研究者が今使える機能と、IBMが今後実現しなければならない目標を切り分けるものだ。
機能 | シカゴのNighthawk r2 | 計画中のNighthawk r3 |
|---|---|---|
| プロセッサーあたりのプログラム可能な量子ビット数 | 120 | 520 |
| 回路性能 | 7,500個を超えるゲートで構成された回路でも正確なオブザーバブル推定が可能だとIBMは報告 | 1万回の量子操作を実行できるよう設計 |
| 利用状況 | Hyde Park Labsで稼働中 | 将来のプロセッサー。2基を接続したシステムを2027年に計画 |
企業にとってNQACを追うより強い理由は、応用研究にある。 IBMが特定するプロジェクトには、Deloitte、AbbVie、Northwestern Universityが参加し、創薬に向けた分子シミュレーションを探っている。EPRIとUniversity of Illinois Urbana-Champaignは、より効率的な電力網に向けた量子最適化を研究している。いずれも研究段階であり、実用的なメリットはまだ確立されていない。
進展を測る有用な指標は、プロセッサーの仕様だけにとどまらない。
- 応用成果：チームが化学、エネルギー、その他の産業課題について、再現可能な研究結果を発表するかどうか。
- 性能比較：精度、実行時間、コンピューティングコストを考慮したとき、そうした結果が適切な古典的手法を上回るかどうか。
- アクセス条件：組織が計算時間を利用するための条件、アクセス料金、そして処理能力の割り当て方法。今回確認した発表では、これらの詳細は説明されていない。
IBMによれば、顧客とパートナーはこれまでにNighthawk r2で340億回の回路を実行している。これはプロセッサー全体の利用実績であり、シカゴの新設置場所だけの回数ではない。また、それだけでビジネス上の優位性が証明されるわけでもない。
これとは別に、IBMの DARPAのQuantum Benchmarking InitiativeにおけるステージCへの移行は、2029年のフォールトトレランス実現を目指す同社の長期的な取り組みを、独立した技術的検証の下に置くものだ。シカゴにとって当面の課題は、研究パートナーシップによって、現在のハードウェアへのアクセスを有用で測定可能な成果に変えられるかどうかである。
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