IBM、10万キュービットの量子中心スーパーコンピュータに向けた新規技術開発で世界の大学と1億ドルのパートナーシップを開始。
IBMは2023年05月21日に、日本で開催されたG7サミットで、10年後について、IBMが2023年05月10日に発表した実用的な量子コンピューティング・ソリューションが、あらゆる産業のコンピューティング戦略に影響を与える可能性があるという予測を実現し、ハイパフォーマンス・コンピューティングの新しいパラダイムとして、10万量子ビット(Qubit)を搭載した量子中心のスーパーコンピューティング(Quantum-centric supercomputing)を開発するために、東京大学(University of Tokyo)およびシカゴ大学(University of Chicago)と10年間でUS$1億のイニシアティブを組むという画期的なパートナーシップを締結したと報告した。
IBM Quantumのマイルストーンにより、大規模な古典システムと量子システムの統合のための基礎を築く。
量子中心のスーパーコンピューティングを開拓するための詳細な青写真を共同開発する。
IBM Quantum System Twoは、複数のプロセッサーを通信リンクで1つのシステムに統合し、モジュール化された柔軟性のあるシステムとして設計されている。
量子中心スーパーコンピューティングは、全く新しい、そして今のところ実現されていないハイパフォーマンス・コンピューティングの時代である。10万量子ビットのシステムは、現在の最先端のスーパーコンピューターでさえ解決できないかもしれない、世界で最も差し迫った問題のいくつかに取り組むための基盤として機能することになる。
例えば、化学反応や分子プロセスのダイナミクスについて、まったく新しい理解が得られるかもしれない。
その結果、炭素を捕捉するためのより良い方法をモデル化することで気候変動の研究に貢献したり、よりクリーンで持続可能な社会を目指すEV(Electric Vehicle/電気自動車)やエネルギー網のためのバッテリーを作るための材料を発見したり、より効果的でエネルギー効率の良い肥料を発見したりすることができる。
この強力な新しいパラダイムの到来を告げるために、産業界や研究機関の枠を超えたグローバルなコラボレーションと人材・リソースの活性化が開始された。
IBMは、シカゴ大学、東京大学、そしてIBMの広範なグローバル・エコシステムと提携することで、今後10年間にわたり、このシステムの基盤技術の向上と、必要なコンポーネントを大規模に設計・構築することに取り組むことになった。
IBMは今後、これらのパートナーシップを拡大し、シカゴ量子取引所のメンバーであり、エネルギー省の量子ハブが2つあるアルゴンヌ国立研究所(Argonne National Laboratory)とフェルミラブ国立加速器研究所(Fermilab National Accelerator Laboratory)を含める予定である。重要なのは、この2つの研究所が、量子中心スーパーコンピュータの構築競争で想定される技術の提供を促進する能力と専門知識を備えていることである。
IBMの会長兼CEOであるアルヴィン・クリシナ(Arvind Krishna)は、「過去数年にわたり、IBMは量子技術を世界に紹介する最前線に立ちました。」「私たちは、有用な量子技術を世界的に確立するためのロードマップとミッションに沿って大きな進歩を遂げ、今ではパートナーとともに、量子に支えられた新しいクラスのスーパーコンピューティングの探求と開発を本当に始めることができる。
「量子技術でスケールの大きなブレークスルーを達成するには、世界中で、産学官の幅広いパートナーに深く根ざした生産的な協力が必要です。」と、シカゴ大学学長のポール・アリビサトス(Paul Alivisatos, President of the University of Chicago)は述べている。
東京大学総長の藤井輝夫(Dr. Teruo Fujii, the President of the University of Tokyo)は「量子情報科学技術は、基礎的な発見と技術革新が組み合わさり、真のブレークスルーを生み出す岐路にあります。シカゴ大学は、この取り組みに協力できることを嬉しく思っています。」「私たちのパートナーシップが、科学的ブレークスルーをもたらし、来るべき時代の量子コンピューティングの導入を加速させ、人類の重要な社会的課題に積極的に関与していくことを期待しています。また、多様な人材を育成することで、より良い未来社会の実現に貢献することを目指します。」と、述べている。
量子中心型スーパーコンピューティングのブロックを構築する。
量子コンピュータと量子通信の融合、ハイブリッドクラウドによる量子ワークフローと古典ワークフローのシームレスな統合など、コンピューティングスタックのあらゆるレベルでの革新が期待されている。
このようなコンピュータはこれまでに作られたことがないため、まずは設計図を作成することになる。
この設計では、古典コンピュータと量子コンピュータを統合する必要があり、これまで困難であった量子通信技術や量子コンピューティング技術の新境地を開拓することになる。
このシステムの基盤には、IBMがすでに量子開発ロードマップにまとめたマイルストーンが含まれる予定である。これには、量子インターコネクトを通じて、増え続ける量子プロセッサを拡張して接続する能力や、ノイズが多いが強力な量子プロセッサを十分に活用するためのエラーを軽減する技術などが含まれる。
2023年末までに、IBMは量子中心スーパーコンピュータに必要なアーキテクチャの3つの礎をデビューさせることが計画されている。
1つ目は、新しい133量子ビットの「IBM Heron」プロセッサーである。
このプロセッサは、IBMの前世代の量子プロセッサを完全に再設計したもので、新しい2量子ビットゲートを搭載し、より高いパフォーマンスを可能にする。
また、将来の拡張機能にも対応し、モジュラー接続されたプロセッサでコンピュータのサイズを大きくすることが可能になる。
2つ目は、「IBM Quantum System Two」の導入である。
この新しいフラッグシップ・システムは、古典的な制御電子機器や高密度極低温配線インフラなど、基本的なコンポーネントにスケーリングの要素を導入するため、モジュール式で柔軟な設計となっている。このシステムは、2023年末のオンライン化を目標としている。
3つ目は、古典プロセッサと量子プロセッサの両方でワークロードを実行するためのツール群である。
つまり、量子用ミドルウェアの導入である。
これには、ワークロードの分解、並列実行、再構築のためのツールが含まれ、スケールアップした効率的なソリューションが可能になる。
IBMは今後10年間、大学のパートナーや世界中の量子エコシステムと協力し、量子インターコネクトを介して量子プロセッサを接続する方法を進化させる予定で、この取り組みにより、高効率で高忠実度のプロセッサ間量子演算と、10万量子ビットへの拡張を可能にする信頼性、柔軟性、手頃な価格のシステムコンポーネント・インフラを実現することを目指す。
IBMとシカゴ大学のコラボレーションは、量子研究におけるシカゴ地域の強みを生かすことになる。
シカゴ大学は、10年以上前に量子技術を現在のプリツカー分子工学部(Pritzker School of Molecular Engineering)の中心に据えることを決定し、この地域の量子エコシステムの種をまいた。
シカゴは、間違いなく量子技術研究の世界的な主要拠点のひとつとなり、国内最大級の量子ネットワークの本拠地となった。
アルゴンヌ国立研究所とフェルミラブ国立加速器研究所を含むシカゴ大学本部のシカゴ量子取引所、4つの大学、40以上の産業パートナー、そしてこの地域の他の世界的学術機関の研究者の科学者たちは、量子技術の理解と利用を拡大し続けることになる。
東京大学の研究者は、IBMと連携して、量子プロセッサの深部に存在するノイズの詳細解析、量子人工知能のための効率的な計算の開発、古典と量子のハイブリッド計算による量子化学シミュレーションなどのテーマを推進している。
10万量子ビットの量子中心スーパーコンピュータへの道については、IBM Researchのブログをお読みください。
IBMの将来の方向性や意図に関する記述は、予告なく変更または撤回されることがあり、目標や目的のみを表すものです。
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