IBM、ビジネスおよびサイエンスに向けた初の汎用量子コンピューターを構築


TOKYO - 06 3 2017:
IBM、ビジネスおよびサイエンスに向けた初の汎用量子コンピューターを構築

商用の量子システム「IBM Q」のロードマップを発表

量子コンピューターと従来型コンピューター間のインターフェース構築に向け、開発者にAPIを公開

Watson、ブロックチェーンに続き、量子コンピューティングの強力なサービス群をIBMクラウド・プラットフォーム上で提供

[米国ニューヨーク州ヨークタウン・ハイツ-- 2017年3月6日(現地時間)発]

IBM(NYSE:IBM)は本日、商用に利用可能な汎用量子コンピューティング・システムを構築する業界初の取り組みについて発表しました。この量子システムおよびサービス「IBM® Q」は、IBMクラウド・プラットフォームを通じて提供されます。Watsonのような、従来型コンピューターで現在稼働するテクノロジーは、膨大な量の既存のデータに埋もれているパターンや洞察の発見に役立ちます。一方、量子コンピューターは、データが存在しないためにパターンが見えなかったり、解を得るために検討すべき可能性が桁外れに多いために従来型コンピューターで処理しきれないような重要な問題に対するソリューションを提供します。

また、IBMは、以下についても本日発表しました。

  • IBM Quantum Experienceの新しいAPI(アプリケーション・プログラム・インターフェース)。このAPIにより、開発者やプログラマーは、量子物理学の深い知識がなくても、5つの量子ビットによるクラウド・ベースの量子コンピューターと従来型コンピューターの間のインターフェースを構築することができるようになります。
  • IBM Quantum Experienceのシミュレーターのアップグレード版。最大20量子ビットで構成される回路をモデル化できます。IBMは2017年上半期に、IBM Quantum Experienceの完全なSDK(ソフトウェア開発キット)のリリースを計画しており、ユーザーが簡単な量子アプリケーションやソフトウェア・プログラムを作成できるようにします。

IBM Quantum Experienceを利用すると、誰でもIBMクラウドを通じてIBMの量子プロセッサーにアクセスし、アルゴリズムや実験を実行したり、個々の量子ビットを操作したり、量子コンピューティングにより実現可能性のあるものごとに関し、チュートリアルやシミュレーションを検討することができるようになります。

IBMのハイブリッド・クラウド担当シニア・バイス・プレジデント兼IBM Researchのディレクターのアーヴィン・クリシュナ(Arvind Krishna)は、次のように述べています。「IBMは、量子コンピューティングの分野を成長させるための投資を数十年にわたり行っており、ビジネスやサイエンスのコミュニティー向けに量子システムやその強力な能力へのアクセスを拡大することに尽力しています。Watsonやブロックチェーンに続き、量子コンピューティングの新しい強力なサービス群をIBMクラウド・プラットフォームを介して提供し、さまざまな業界における新しいイノベーションにつながる可能性を持つ次の主要なテクノロジーだと私たち考えています」

IBMは、IBM Qシステムを量子コンピューティングの適用分野を拡大する目的で構築しました。主要な指標は、「量子体積」で表される量子コンピューターの処理能力です。これには量子ビットの数、量子演算の品質、量子ビットの接続性、並列処理などが含まれます。量子体積を増強させるための最初のステップとして、IBMは商用の最大50量子ビットのIBM Qシステムを今後数年間で構築し、従来型システムを超える能力を実証することを目指しています。また主要なパートナーと協力し、量子コンピューティングによるシステムの高速化を活かせるアプリケーションの開発を計画しています。

IBM Qシステムは、従来型コンピューティング・システムで対処するにはあまりにも複雑で、指数関数的に拡大するような問題に取り組むことができるように設計されます。最初のかつ最も有望な量子コンピューティングの応用は、化学の分野で起こるでしょう。カフェインのような単純な分子の場合であっても、分子の量子状態数は考えられないほど膨大となり得ます。あまりにも膨大で、科学者がこれまでに構築した従来のコンピューティング・システム全てを使っても、この問題に対処できません。

IBMの研究員は、化学の問題に関するシミュレーション(https://arxiv.org/abs/1701.08213およびhttps://arxiv.org/abs/1612.02058)を量子プロセッサー上で効率的に行う技術を開発してきており、さまざまな分子における実証実験が進行中です。将来的にはより複雑な分子構造に対応し、従来型コンピューターよりも高い精度で化学的性質を予測することを目標としています。

量子コンピューティングの将来の応用例には、以下のようなものがあります。

  • 新しい薬や材料の発見:新薬や新しい材料の発見につながる分子または化学相互作用の複雑性を解き明かす
  • サプライ・チェーンや物流:繁忙期における配達業務の最適化など、非常に効率的な物流やサプライ・チェーンを実現するグローバル・システムにまたがる最適パスの発見
  • 金融サービス:金融データをモデル化する新しい方法の発見と、より良い投資を実現する主要なグローバル・リスクの特定
  • 人工知能:画像や動画のようにデータ・セットが大きすぎる場合、機械学習などの人工知能の機能を強化し対応
  • クラウド・セキュリティー:プライベート・データの安全性を高めるために量子物理学の法則を活用し、より安全なクラウド・コンピューティングを実現

IBMシステムズ担当のシニア・バイス・プレジデントのトム・ロザミリア(Tom Rosamilia)は次のように述べています。「従来型コンピューターは非常に高性能なので、今後もビジネスと社会におけるあらゆる活動を支え発展させ続けるでしょう。しかし、従来型コンピューターでは解決できない多くの問題が存在することも確かです。このような膨大で複雑なデータから知識を創造するためには、量子コンピューターが必要なのです。私たちは、IBMの現在のハイ・パフォーマンス・システム群とIBM Qシステムを組み合わせることで、大きな潜在価値を秘めながら現状では解けないような課題に取り組んでいきたいと考えています。」

実用的な量子コンピューターに向けたIBMのロードマップは、システムのすべての要素を進歩させていくための総合的なアプローチに基づいています。IBMは、超伝導量子ビット、複雑な高性能システムのインテグレーション、および半導体業界の拡張可能なナノ加工プロセスに関する専門性を活用することで、量子力学的能力の発展に貢献します。また、開発済みのソフトウェア・ツールや環境には、IBMの世界最高レベルの数学者、コンピューター・サイエンティスト、ソフトウェア・エンジニアとシステム・エンジニアの叡智が結集されています。

米国エネルギー省(Department of Energy)のデュプティ・ディレクター・オブ・サイエンス (deputy director of science)であるスティーブ・ビンクリー(Steve Binkley)氏は次のように述べています。「1981年にリチャード・ファインマン(Richard Feynman)が『もし自然をシミュレーションしたいなら、量子力学でやったほうが良い。それにしても実に素晴らしい問題だ。なぜならとても簡単には見えないからだ。』と言ったように、この画期的なテクノロジーは、我々のミッションの核である環境やエネルギー研究、材料開発、基礎科学における変革を実現する可能性を持っています。常に新しいイノベーションの第一線に位置する米エネルギー省国立研究所(DOE National Labs)は、IBMとともに新しい量子システムの応用を探求していくことを楽しみにしています。」

IBM Qエコシステムの拡大

IBMは、量子コンピューティング・システムの開発と進化には、開発者、プログラマー、大学との協業と参加が不可欠であると考えています。

約1年前に立ち上げて以降、IBM Quantum Experienceでは、約4万人のユーザーが27万5,000件を超える実験を実施してきました。IBM Quantum Experienceは世界中の100カ国以上の科学者にとって不可欠なツールになっています。これまでのところ、Quantum Experienceで実施した実験に基づいた15本の第三者の研究論文がarXivに投稿されており、そのうちの5本は著名な専門誌に発表されています。

IBMは、マサチューセッツ工科大学(MIT)やInstitute for Quantum Computing at the University of Waterloo、そしてÉcole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)どの教育機関と協力して、IBM Quantum Experienceを学生向けの教育ツールとして活用してきました。IBMチューリッヒ研究所は欧州物理学会(European Physical Society)と連携してIBM Quantum Experienceを活用し、量子ビットによる実験方法を学ぶための学生向けワークショップを最近開催しました。

MITの物理学教授で電気工学およびコンピューター・サイエンス教授でもあるアイザック・チュアン(Isaac Chuang)氏は次のように述べています。「量子コンピューティングの有用性を明らかにするには、実際の量子コンピューターの実地体験が必要になるでしょう。MITxの量子情報科学IIコースの2016年秋学期に向けて、私たちは全世界の1,800人を超える受講生を対象にしたオンライン・カリキュラムの一環として、IBM Quantum Experienceを取り上げました。受講生たちは、IBMの量子プロセッサー上で実験を行い、自分たちが学んでいる量子コンピューティングの原理と理論を自分たちの手で試してみることができました」

開発者や大学との協働に加えて、IBMは業界パートナーとも連携して、量子コンピューターの応用の可能性を探究しています。量子コンピューターの応用に関する共同研究に関心がある組織であれば、誰でもIBM Research Frontiers Instituteに参加を申し込むことができます。IBM Research Frontiers Instituteは、画期的なコンピューティング・テクノロジーのポートフォリオの開発および共有し、ビジネス上の可能性を評価するコンソーシアムです。創設メンバーは、SamsungJSR、本田技研工業、日立金属、キヤノン、長瀬産業の6社です。

大手化学・材料メーカーであるJSR株式会社 代表取締役社長の小柴満信氏は次のように述べています。「当社は研究開発に多大な投資を行なっており、量子コンピューターのような新しい技術が製造業の将来にどのような影響を与えるかについて非常に関心があります。当社のイノベーションは、タイヤ用の合成ゴムから半導体材料、ディスプレイ材料、ライフサイエンス、エネルギー、環境関連の製品まで幅広い分野で進行中です。量子コンピューターによる新しい計算能力が材料開発をどのように加速するかを目の当たりにして、この技術が化学業界に永続的な影響を及ぼすこと、そして当社のお客様に対してより迅速なソリューション提供を可能にすることを確信しています。」

IBMの汎用量子コンピューティングの取り組みに関する詳しい情報は、www.ibm.com/ibmqUS)をご覧ください。

IBM Systemsに関する詳しい情報は、www.ibm.com/systemsUS)をご覧ください。

IBMは、GitHubで利用できる新しいQuantum API用の仕様書を作成していて、APIがどのように機能するのかを実証するためのシンプルなスクリプトを提供しています。

 

IBM Researchについて

70年以上に渡り、IBM Researchは世界12箇所にある研究所、3,000名以上の研究員とともにテクノロジーの未来を明らかにしています。IBM Researchからは、6名のノーベル賞受賞者をはじめ、U.S. National Medals of Technologyの受賞歴10回、U.S. National Medals of Scienceの受賞歴5回、Turing Awardの受賞歴6回の実績に加えて、19名のNational Academy of Sciencesそして20名のU.S. National Inventors 殿堂入りを輩出しています。

IBM Researchに関する詳しい情報は、www.ibm.com/researchUS)をご覧ください。

当報道資料は、2017年3月6日(現地時間)にIBM Corporationが発表したプレスリリースの抄訳です。原文は下記URLを参照ください。

https://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/51740.wss (US)

IBM Qの画像はこちら:https://www-03.ibm.com/press/us/en/photo/51741.wss

米国ニューヨーク州のトーマス・J・ワトソン研究所にある「IBM Q」研究ラボの様子             

 

以上

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