バイエルン州の首謀者: ガルヒングの新しい量子コンピューターについて知っておくべきこと

計算能力は膨大ですが、スーパーコンピューターでも複雑なタスクを解決できない場合があります。 クォンテンコンピュータ まったく新しい世代の首謀者たちが救済をもたらすはずだからだ。ドイツでは現在、この技術が大きな一歩を踏み出しつつあります。

バイエルン科学アカデミーのライプニッツ コンピューティング センター (LRZ) にて ガーチング 量子コンピューターEuro-Q-Exaがミュンヘン近郊で正式に稼働を開始した。最も重要な質問に対する答え。

Garching のシステムの特別な点は何ですか?

量子コンピューターはそこに直接行きます スーパーコンピュータ SuperMUC-NGを統合。 LRZ は、量子コンピューターを古典的なスーパーコンピューターの加速器として使用するという目標を追求しています。新しい量子コンピューターは、量子コンピューターに独自の計算をさせる代わりに、非常に複雑なタスクを引き受けます。これらは、化学シミュレーションまたはロジスティック最適化タスクである可能性があります。従来のスーパーコンピューターが残りのデータ処理を制御します。

量子コンピューターの動作はどれくらい複雑ですか?

量子コンピューター Euro-Q-Exa は、超伝導量子ビットに基づくシステムです。マイナス273度まで冷却する必要があります。それにもかかわらず、電力要件はSuperMUC-NGの電力要件よりも低いとLRZの広報担当者は説明した。

新しい量子コンピューターはどこから来たのでしょうか?

米国は量子コンピュータの開発において世界のリーダーであり、次に中国が巨額の政府投資で追いつき始めている。ただし、ガルヒングのシステムは、 フィンランド。 LRZ で量子コンピューターを構築した企業 IQM は、フィンランドとドイツのアアルト大学から独立した企業です。

フィンランド出身のEU技術担当副大統領ヘナ・ヴィルクネン氏もオープニングに駆けつけたのはそのためだ。 EuroHPC共同事業はヴィルクーネン氏の責任分野に該当する。この組織は、ライプニッツ コンピューティング センターに量子コンピューターを備えています。 ミュンヘン 共同出資した。

古典的なスーパーコンピューターと量子コンピューターの違いは何ですか?

従来のスーパーコンピューターは情報を固有のビット (0 または 1) として順番に処理しますが、量子コンピューターは物理法則のおかげで同時に多くの状態を取ることができる量子ビットを使用します。これは、量子コンピューターが複雑な解決策を個別に試す必要がなく、膨大な量のデータを同時に検索して、ほぼ即座に最適な答えを見つけることができることを意味します。実際には、量子コンピュータは代替品として機能するのではなく、従来のスーパーコンピュータが数学的複雑さのために失敗するタスクのための高度に特殊化されたアクセラレータとして機能します。

このようなコンピュータ システムは実際には何に使用できるのでしょうか?

化学および製薬の研究では、このシステムを使用して一種のデジタル試験管を作成できます。分子自体が量子オブジェクトであるため、ハイブリッド システムでは従来のコンピューターよりもはるかに忠実にシミュレーションできます。製薬会社が新薬がウイルスタンパク質にどの程度正確にドッキングするかをシミュレーションする場合、電池研究や有効成分の探索での応用が考えられます。これにより、研究室での何年もの探索作業が短縮される可能性があります。

Garching では、飛行計画管理などの新しいコンセプトにも取り組んでいます。これはとりわけ、数百機の航空機と乗組員が可能な限り効率的に運航を継続できるよう方向転換されるため、嵐による大幅な遅延を防ぐことを目的としています。自動運転も研究対象となっている。目的は、ミュンヘンのような都市で交通渋滞を完全に防ぐために、数千のルートをリアルタイムで最適化することです。

将来、LRZ は暗号を解読できるでしょうか?

実際、暗号化と量子技術の話題は現場で激しく議論されています。将来的には、それまでに改善されていなければ、量子コンピューターは、ホームバンキングや仮想通貨ビットコインなどで現在使用されている暗号化方式を、ある時点で解読できるようになるでしょう。

主に科学者が LRZ の新しい量子コンピューターを使用しているという事実を除けば、ガルヒングの施設の計算能力はそのような用途には十分ではありません。

バイエルン州のコンピューターには当初 54 量子ビットがあり、年末には最大 150 量子ビットの要素が含まれるように再び拡張される予定です。研究者の推定によると、ホームバンキングで使用されるような標準的な RSA-2048 キーを解読するには、現在約 2,000 万量子ビットが必要となります。英国のサセックス大学の研究者らの計算によると、ビットコインプロセスECDSA（楕円曲線デジタル署名アルゴリズム）を使用した量子コンピューターでは、1時間以内に秘密鍵を計算するには少なくとも3億1,700万の物理量子ビットが必要となる。