量子中心のスーパーコンピューティングは、まったく新しい、現時点では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す。
100,000 量子ビットのシステムは、今日の最先端のスーパーコンピューターですら決して解決できない可能性がある世界で最も差し迫った問題のいくつかに対処するための基盤として機能します。
たとえば、このような強力な量子システムは、化学反応や分子プロセスのダイナミクスについてのまったく新しい理解を解き放つ可能性があります。
これにより、研究者は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、気候変動の研究を支援できるようになる可能性があります。 よりクリーンでより持続可能であるという目標に向けて、電気自動車用のバッテリーとエネルギー網を構築するための材料を発見する。 より効果的でエネルギー効率の高い肥料を発見します。
この強力な新しいパラダイムを先導するために、業界や研究機関を超えた世界的な協力と人材とリソースの活性化が開始されています。 と提携することで、 シカゴ大学 東京大学、および IBM のより広範なグローバル・エコシステムを活用するため、IBM は今後 XNUMX 年間にわたって、このシステムの基礎となるテクノロジーを進歩させるとともに、必要なコンポーネントを大規模に設計および構築することに取り組んでいきます。
100,000 年までに配備される予定の IBM Quantum の 2033 量子ビット量子中心スーパーコンピューターの視覚的レンダリング (クレジット: IBM)
IBMは今後、これらのパートナーシップを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にまで拡大する予定であり、両研究所はシカゴ量子取引所のメンバーであり、それぞれXNUMXつのエネルギー省量子ハブを拠点としている。
重要なのは、この XNUMX つの研究所が、量子中心のスーパーコンピューターの構築競争で想定されているテクノロジーの提供を促進できる能力と専門知識を提供していることです。
「過去数年間、IBMは量子技術導入の最前線に立ってきました。 テクノロジー 世界に向けて」と語った アービンド・クリシュナ, IBMの会長兼最高経営責任者（CEO）。 「私たちは有用な量子技術を世界的に確立するというロードマップと使命に沿って大きな進歩を遂げ、今ではパートナーと協力して、量子を基盤とした新しいクラスのスーパーコンピューティングの探索と開発を本格的に開始できるようになりました。」
「量子技術で大規模なブレークスルーを達成するには、世界中で、また産業界、学術、政府の幅広いパートナーにわたる、深く根付いた生産的な協力が必要です」と同氏は述べた。 ポール・アリビサトス、社長 シカゴ大学。 「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って真のブレークスルーを生み出す岐路に立っています。 の シカゴ大学 この取り組みのパートナーになれることに興奮しています。」
「私たちは、私たちのパートナーシップが科学の進歩、次の時代に向けた量子コンピューティングの採用の加速、そして人類の重大な社会的課題への積極的な取り組みにつながることを期待しています。 また、多様な人材の育成を通じて、より良い未来社会の実現に貢献していきたいと考えています。」 藤井輝夫の大統領 東京大学.
この量子中心のスーパーコンピューターの計画には、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含まれることが期待されており、量子コンピューティングと量子通信の分野の融合、およびハイブリッド クラウドを介した量子ワークフローと古典的ワークフローのシームレスな統合が含まれます。 。
このようなコンピューターはこれまでに作られたことがないため、最初のステップは設計図を作成することです。 この設計では、量子通信とコンピューティング技術の新境地を開拓するだけでなく、古典コンピューターと量子コンピューターを統合する必要がありますが、これはこれまで困難な課題でした。
このシステムの基盤には、IBM が量子開発ロードマップですでに概説したマイルストーンが含まれます。 これには、量子相互接続を介して増加する量子プロセッサを拡張および接続する機能や、ノイズが多くても強力な量子プロセッサを完全に活用するためにエラーを軽減するテクノロジーが含まれます。
IBMは2023年末までに、量子中心のスーパーコンピューターに必要なアーキテクチャの133つの基礎をデビューさせる予定だ。 XNUMXつは、新しいXNUMX量子ビット「IBM Heron」プロセッサーです。 このプロセッサーは、IBM の前世代の量子プロセッサーを完全に再設計したもので、新しい XNUMX 量子ビット ゲートを備え、より高いパフォーマンスを可能にします。 また、モジュラー接続プロセッサーによるコンピューターのサイズの拡大を可能にする将来の拡張機能とも互換性があります。
2023つ目はIBM Quantum System Twoの導入です。 新しい主力システムは、古典的な制御電子機器や高密度極低温配線インフラストラクチャなどの基礎となるコンポーネントに拡張要素を導入できるように、モジュール式かつ柔軟になるように設計されています。 このシステムは XNUMX 年末までにオンライン化することを目標としています。
XNUMX つ目は、量子向けミドルウェアの導入です。これは、従来の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 セットです。 これには、大規模な効率的なソリューションを可能にする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ています。
IBMは今後100,000年間にわたり、大学のパートナーや世界規模の量子エコシステムと協力して、量子プロセッサーを量子相互接続を介して接続する方法を進化させる計画だ。 この取り組みは、高効率、高忠実度のプロセッサ間量子操作と、XNUMX 量子ビットまでの拡張を可能にする、信頼性が高く柔軟で手頃な価格のシステム コンポーネント インフラストラクチャを可能にすることを目的としています。
IBM とのコラボレーション シカゴ大学 に基づいて構築されます シカゴ 量子研究におけるこの地域の強み。 の シカゴ大学 はXNUMX年以上前に、現在のプリツカー分子工学大学院で量子技術を焦点とする決定を下し、この地域の量子エコシステムの種を蒔いた。 シカゴ 間違いなく、量子技術研究の世界有数の拠点の一つとなり、国内最大の量子ネットワークの本拠地となっている。
科学者たちは シカゴ大学-アルゴンヌ国立研究所とフェルミラボ国立加速器研究所を含むシカゴ量子取引所に本拠を置き、40つの大学、XNUMX以上の業界パートナー、およびこの地域の他の世界クラスの学術機関の研究者が量子技術の理解と利用を拡大し続ける。
IBM と協力して、 東京大学 博士らは、量子プロセッサ内部の奥深くにあるノイズの詳細な分析、量子人工知能のための効率的な計算の開発、古典量子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きました。
100,000 量子ビットの量子中心スーパーコンピューターへの道について詳しくは、IBM Research ブログをご覧ください。