米国国防総省、実用規模の量子コンピューティング研究のためマイクロソフトを召喚、世界の主導権獲得を目指す

2 月 3 日

米国国防高等研究計画局 (DARPA) がマイクロソフトと協力して実用規模 (ユーティリティ規模) 量子コンピューティング、量子技術における世界的なリーダーシップの追求に取り組んでいます。 Microsoft は、非主流の量子コンピューティング ソリューションを検討するために同部門によって選ばれた 3 社のうちの 1 社です。アナリストらは、大規模な量子コンピューティングプロジェクトで協力することが、量子技術の長期的な可能性を実現する鍵になると述べている。

量子コンピューティングを開発するためのいくつかの技術的ルート

量子コンピューティングを開発するには多くの方法がありますが、どの方法が今後数十年で主流になるかは不明です。この競争は、従来のスーパーコンピューターでは不可能または実現不可能なコンピューティング タスクに対して、持続可能でスケーラブルなフォールト トレラントな処理を実現することを目指しています。 DARPA は、将来実用的な規模に達する可能性のある、現在は実現されていない量子コンピューティングのアイデアの開発に投資しています。

量子コンピューティング技術は、金融や製薬分野で初期の使用例がいくつかあるにもかかわらず、まだ研究開発の初期段階にあります。トラップされたイオンと超伝導量子ビットという 2 つのテクノロジーが最も一般的に使用されていますが、現在、優勢なテクノロジーはありません。

トラップされたイオン量子プロセッサでは、荷電粒子は自由空間に浮遊し、量子ビットは各イオンの安定した電子状態で保存されます。これは、量子ビットの寿命が長く、量子コンピューティングのより確立された方法の 1 つでもあるため、Oxford Ionics、IonQ、Quantinuum などの新興企業の間で人気があります。

もう 1 つの主要なテクノロジーは、超伝導量子コンピューティングです。これは、この分野の大手企業 (IBM、Google、D-Wave、IQM など) や Microsoft さえも使用しています。このアプローチでは、超伝導回路を使用して量子演算を実行します。これは量子コンピューティングの最も成熟した形式の 1 つであり、他のタイプよりも多くの量子ビットを提供し、必要なエネルギーが少なくなります。

これら 2 つのテクノロジーに加えて、他の数社がフォトニクス、核磁気共鳴、量子アニーリング、トポロジカル量子コンピューティングなどの他の手法を開発しています。

DARPA がマイクロソフトと提携して実用規模の量子コンピューティングに注力

トポロジカル量子コンピューティングはマイクロソフトの新たな焦点であり、DARPA 分野との同社のパートナーシップの一部です。探索する。

さらに、Atom と PsiQuantum は DARPA とも協力して、従来の予測よりもはるかに早く、コンピューティングの価値がコストを超える点まで量子技術がどのように拡張できるかを調査します。

その中で、Atom は光学的に捕捉された原子の大規模アレイに基づいて拡張性の高い量子コンピューターを構築しており、一方 PsiQuantum はシリコン フォトニクスを使用して光子量子ビット格子構造に基づいた誤り訂正量子コンピューターを構築しています。

Microsoft Azure の量子チームは、トポロジカル量子ビットに基づいた産業規模の量子コンピューターを構築しています。同社によれば、これにより理論的には、キャビネットに収まるほど小型で、100万量子ビットを超える量子ビットを使用してこれまで解決できなかった問題を解決できるほど高速な量子コンピューターを構築できるはずだという。

マイクロソフトのエンジニアはブログ投稿で次のように書いています:「私たちは物理学で大きな進歩を達成し、世界初のトポロジカル量子ビットの工学設計を一掃したので、この設計に自信を持っています。」私たちは大きなハードルをクリアし、ついに

他の量子コンピューティング企業のように、一度にわずか数量子ビットの小規模な反復を行うのではなく、マイクロソフトは、有用な計算を実行するには少なくとも 100 万量子ビットが必要です。

これが、DARPA が同社と協力するきっかけとなったものでもあります。 DARPA は、ユーティリティスケール量子コンピューティングのための未探索システム (US2QC) プログラムの一環として、未探索の量子アプローチによる戦略的予期せぬ事態の危険を軽減したいと考えています。

DARPA 国防科学局 US2QC プログラム マネージャーのジョー アルテピーター氏はプレス リリースで次のように説明しました。「私たちは昨年、近い将来 (10 年以内) に真の革命が起こると考えている人がいれば、その意見を聞きたいと考えています。彼らの提案を受け入れ、彼らと積極的に協力して、本当に使える量子コンピュータを構築するための革新的な方法を見つけ、開発チームに参加するためのより多くの技術専門家に資金を提供し、彼らが提案するソリューションの厳格な政府検証と検証を提供する。」 DARPA は、量子コンピューティングにおける米国のリーダーシップの獲得を望んでいます

DARPA の最終目標は、戦略的に重要な技術分野で米国の商業的リーダーシップを促進し、他の国々がこの分野でリードしているような重大な予期せぬ事態を避けるために国家安全保障を確保することです。米国はまだ広範囲にわたる調査を行っていない。

3 社はそれぞれ、実用規模の量子コンピュータの計画を説明する独自の設計コンセプトを発表しますが、これにはすべてのシステムとサブシステムの厳密な設計が必要です。構築およびテストが完了すると、DARPA のテストおよび検証チームがコンセプトを策定中です。より詳細に評価され、次のフェーズに移行し、これらのマシンが現実世界に実装される可能性があります。

ベンチャー キャピタル会社 OpenOcean のパートナーである Ekaterina Almasque は、量子コンピューティングのスタートアップ IQM への初期投資家です。同氏によると、量子コンピューティングは長期的な投資であり、その開発は政府機関や大手ハイテク企業の研究予算に大きく依存しており、その中には初期の種を植えてエコシステムを育成する先進的な組織も含まれる。

彼女は次のように指摘しました。「DARPA には画期的な研究の長い歴史があり、スケールが量子コンピューティングの重要な要素であるという彼らの見解は非常に説得力があります。私たちはまだ量子の時代には入っていませんが、量子時代にはまだ達していません。 「量子の時代に突入しました。私たちは、一部の観察者が壊滅的な『量子の冬』と呼んでいる状況にいます。スタートアップ企業には、突破口を開き、規模を拡大し、マイクロソフトのような巨大テクノロジー企業と競争する機会があります。」と彼女は言いました。 「コンピュータが古典的コンピュータを超えるようになるまでにはまだ時間がかかり、短期的にはその能力が発揮されないかもしれません。完成した量子コンピュータですが、今後 10 年間で多くの進歩が期待されています。」

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