有用な量子コンピューターに向けて「驚異的な」進歩が見られる

完全に実用的な量子コンピューターはまだ登場していませんが、量子コンピューター業界は楽観的に今年を終えようとしています。量子ビジネスと科学の専門家が集まる12月のQ2Bシリコンバレーカンファレンスでは、量子コンピューティングの未来はますます明るくなっているということで意見が一致したようだ。

米国国防高等研究計画局の量子ベンチマーキング・イニシアチブ（QBI）のプログラムマネージャー、ジョー・アルテピーター氏は、カンファレンス中のプレゼンテーションで、「総合的に考えれば、誰か、あるいはおそらく複数の誰かが、本当に産業上有用な量子コンピュータを作ることができる可能性が高いと考えているが、2025年末に結論を出すとは思っていなかった」と述べた。 QBI の目標は、量子コンピューターを構築するために現在競合しているいくつかのアプローチのうち、どれが有用なデバイスを生成できるかを判断することです。そのデバイスは、自身のエラーを修正する必要があるか、フォールトトレラントである必要があります。

このプログラムは数年間実施され、数百人の専門評価者が参加します。最初の 6 か月を経てプログラムを評価したアルテピーター氏は、チームがそれぞれのアプローチの途中で「大きな障害」を特定したと述べたが、そのことが有用な量子デバイスを製造するレースでチームのいずれも失格にはならなかったという点にも驚きを表明した。

テキサス大学オースティン校のスコット・アーロンソン氏は別のプレゼンテーションで、「2025年後半には、主要なハードウェア構成要素のすべてが多かれ少なかれ必要な忠実度でほぼ適切に配置され、おそらく初めて、エンジニアリング上の課題に関するこれらの巨大な疑問だけが残っているように感じます」と別のプレゼンテーションで述べた。尊敬される専門家であり、業界の長年の評論家でもあるアーロンソン氏は、量子コンピューターのより実用的な利用につながる可能性のある新しいアルゴリズムを特定するという課題が現在も続いていると指摘したが、ハードウェア開発の最近の進歩は「目を見張るものがある」と述べた。

量子コンピューティングハードウェアに興奮するのには十分な理由があるが、アプリケーションは遅れをとっている、とグーグルのライアン・バブシュ氏は語った。カンファレンスでは、Google Quantum AI といくつかのパートナーが、これを変えることを目的とした XPRIZE コンペティションの最終候補者を発表しました。

最終候補者 7 名の研究には、人間の健康に関連する生体分子のシミュレーション、クリーン エネルギー ソリューションの候補材料の古典的なシミュレーションを拡張できるアルゴリズム、および複雑な原因を持つ病気の診断と治療に考慮に入れる可能性のある計算が含まれます。

「数年前、私は量子コンピューターでアプリケーションを実行することにそれほど興奮していませんでした。今はもっと興味が湧いています」と、もう一人の重要な学者であり、量子コンピューティング界の代表者であるカリフォルニア工科大学のジョン・プレスキル氏は語った。同氏はプレゼンテーションの中で、科学的発見のための量子コンピューターの短期的な利用について主張した。

過去 1 年間で、実際にいくつかの量子コンピューターが、材料や高エネルギー粒子の物理学などの計算に使用されており、間もなく従来の最高の計算方法に匹敵するか、それを超える可能性があります。

これまで、量子コンピューターに特に適していると考えられてきたアプリケーションはいくつかありますが、ここでもやるべきことが残されています。たとえば、極低温の原子から量子デバイスを構築する会社、Infleqtion の Pranav Gokhale 氏は、今日の銀行で使用されている暗号化の多くを解読するために使用できる古典的なアルゴリズム、Shor のアルゴリズムについて発表しました。この研究は、論理量子ビット (エラーから保護された量子コンピューター コンポーネント) に対するショールのアルゴリズムのバージョンの最初の実装を表しています。しかし、このデモンストレーションは、現実世界で暗号化された情報を簡単に解読できるようにするために必要な計算の複雑さと計算能力にはまだ及ばず、最近の進歩にもかかわらず、ハードウェアとソフトウェアの大幅な改善が依然として必要であることを強調しました。

オランダの新興企業QuantWareは、業界の大きなハードウェア課題に対する可能な解決策を提示した。量子コンピュータを大型化することで、信頼性を低下させることなく、計算能力を向上させることができる。同社の量子プロセッサユニットアーキテクチャには、超伝導回路で作られた10,000量子ビットを組み込むことが約束されており、これは現在最も使用されている超伝導量子コンピューターの約100倍である。 QuantWare の Matt Rijlaarsdam 氏は、このサイズの最初のデバイスは 2 年半以内に完全に動作する可能性があると述べています。 IBMやQuantinuumなど、他のいくつかの企業は、同様のタイムスケールで大型量子コンピュータを構築することを目指しているが、QuEraはわずか1年以内に超低温原子から1万量子ビットを製造することを計画しているため、競争はエンジニアリング上の課題と同じくらい熾烈になるだろう。

また、Hyperion Research が実施した量子コンピューティング業界の調査によると、この業界は今後も成長を続けると予測されており、世界の投資額は 2024 年の 10 億 7000 万ドルから 2027 年には約 22 億ドルに達します。

IBMのジェイミー・ガルシア氏は、「かつてないほど多くの人が量子コンピューターにアクセスできるようになっており、彼らが量子コンピューターを使って、私たちには思いもよらないようなことをするのではないかと疑っている」と述べた。