将来的には、量子コンピュータは、古典的なコンピュータでは非常に長い時間がかかるか、まったく解決できない問題を解決できるようになるでしょう。量子コンピューターの利点は、Qbit が古典的なビットのように 2 つの固定された定義された状態だけでなく、任意の重ね合わせ状態も想定できることです。このようにして、巡回セールスマン問題や大きな数の素因数分解など、今日のコンピューターを圧倒する問題も解決できます。これにより、現在最も一般的な暗号化方式が一挙に使用できなくなります。
EUと中国が投資
「量子コンピューターでどのような問題が解決できるのか、またどの程度の速度向上が得られるのかは現在研究の対象となっています。ムーアの法則が徐々に問題に陥りつつあり、ハイテク企業は方向転換を迫られているため、現在研究に多額の資金が投資されている」とチューリッヒのIBMリサーチのステファン・フィリップ氏はウィーンのプレスイベントで説明した。
EUは対応する主力プロジェクトに10億ユーロを投資する予定で、中国もその10倍の投資額を発表した。現在、研究のほとんどはまだ基礎研究の分野にあります。
100万Qビット以上
「現在、50 ～ 100 Q ビットのチップがあります。これらは個別の計算を行う量子コプロセッサですが、古典的なシステムによって管理されます。ユニバーサル量子コンピューター、つまり上記の期待に応えることができるコンピューターの場合、100 万 Q ビット以上が必要です。
「しかし、現状から万能コンピュータに至る明確な道筋は存在します」とフィリップ氏は言う。これにどれくらいの時間がかかるかを現時点で見積もることは困難です。この目標は 10 年以内に達成される可能性は低いです。
約 20 個の量子プロセッサが使用されている
これは、現在さまざまな実装が競合しているためでもあります。イオントラップを使用して Q ビットを作成する研究者もいますが、IBM のように、電子対で動作する超伝導 Q ビットに依存する研究者もいます。可能性を秘めた他のアプローチもあります。
「制御、混乱への耐性、効率的な生産を最適化する最善の方法はまだ明らかではありません」とフィリップ氏は言います。 IBM は現在、50 Q ビットのアーキテクチャをテストしています。同社は合計で約 20 個の量子プロセッサを使用しています。
クラウドでの実験
「エラー率と Qbit の品質はまだ改善する必要があります。 「Qbit 間のコヒーレンスがまだ十分に安定していないこともあり、現在は短いアルゴリズムしか実行できません」とフィリップ氏は言います。現在のプロトタイプの焦点は、システムが実際に付加価値を提供できることを示すことにあります。 2 ～ 5 年以内に、100 ～ 1000 Qbit のシステムが利用可能になるはずです。これらは、広範な商業化への道を開くことを目的としています。 「そうすれば、量子コンピューターでの処理に関連して問題となる問題が何であるかを研究できるようになります。」とフィリップは言います。
しかし、それは今日の量子コンピューターがアプリケーションを実現できないという意味ではありません。 IBM はすでにクラウド経由で量子コンピューティング能力を提供しています。ここでは誰でもアルゴリズムを開発し、現在最大 16 Q ビットのシステム上で実行できます。法人パートナー向けには20Qビットシステムも提供される。これはすでに科学計算の実行に使用でき、船の沈没の量子バージョンがすでに作成されています。
このクラウド アプリケーション用のコンピューターは、米国のヨークタウンにある IBM にあります。機能するには、絶対零度より少し高い温度まで冷却する必要があります。 「20キロワットのコンプレッサーが必要ですが、おそらく一般家庭では不可能でしょう。 「誰もがクラウド経由で量子コンピューターを実験できるようになります」とフィリップ氏は言います。
量子システム賞シリーズ
Q ネットワーク (IBM では量子クラウドと呼んでいます) はすでに十分に活用されています。すでに6万人のユーザーによって170万件の実験が実施されている。将来的には50Qbitシステムへのアクセスも可能となる予定です。 IBM は、ユーザーにシステムの使用方法を示すための学習教材もプラットフォーム経由で提供しています。
研究や教育にIBMの量子システムを使用する教授、講師、学生を対象とした新しい賞シリーズも1月15日に開始される。この賞は、コース教材の開発、チュートリアルの作成、システムを使用する科学論文の出版、およびシステムのコード モジュールの開発に対して与えられます。