量子コンピューティング競争のハイステークスの内部

量子コンピューターは、テクノロジーの次の大きなものになると多くの人が考えています。

理論的には、アインシュタインが量子力学の「不気味な」性質と呼んだものを利用することで、非常に複雑な計算を非常に迅速に完了することができるという約束があります。

そのため、通常のコンピューターは 1 または 0 のいずれかのビットで動作しますが、量子コンピューターは、1 と 0 の組み合わせを同時に格納できる「キュービット」を使用します。

今週、IBM は、世界最大の量子プロセッサを開発したと発表しました。 それは Osprey と呼ばれ、IBM は、以前のバージョンの 3 倍の処理能力を備えていると述べています。これは潜在的に大きな飛躍です。

Marketplace の Sabri Ben-Achour は最近、量子コンピューターを開発するための数十億ドル規模の競争を調査しました。 彼は、世界最大の企業や政府が互いに競争している理由を説明しました。

この作品はもともと10月に放送されました. 2022 年 27 日。

マンハッタンから北へ約 1 時間の場所にある IBM の研究本部で、従業員がガラスのドアに近づき、腰をかがめ、眼球でカメラのレンズを開けようとしています。

ジープの大きさのガラスの立方体がある黒い部屋に入ります。

「これは実際の量子コンピューターです」と、IBM の量子採用担当副社長である Scott Crowder は言います。

その中央には、ドラム缶ほどの大きさの光沢のある金属製のシリンダーが天井からぶら下がっています。

「ご覧の光っている部分は、私たちが量子プロセッサを保持している場所です。 本当に、本当に、本当に、本当に寒いに違いない」と彼は言う。 「宇宙より100倍寒い」

ポンプがコンピューター内に真空を作り出し、コンピューターが宇宙的に冷たくなるのを助けるため、バックグラウンドでうなりが発生します。 量子コンピューターが行うことの中心にある奇妙な物理学を材料が示し始めるのは、非常に低い温度です。

「量子力学の法則を使用して、まったく新しい方法で情報を保存および操作できます」と、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の物理学教授であり、Google の量子コンピューティング プログラムに携わった John Martinis 氏は述べています。

量子力学の法則は、アインシュタインが呼んだように、不気味です。 原子レベルでは、粒子は同時に 2 つの状態または 2 つの場所にある可能性があります。 量子コンピューターはその不気味さを利用します。

「ここでの基本的な考え方は、古典的な計算では、データは 0 または 1 のいずれかのビットで表され、量子計算では量子ビットまたは量子ビットがあるということです。 そして、それは同時に 0 と 1 の混合になる可能性があります」と Martinis 氏は説明します。

それだけではありませんが、要点は、量子コンピューターが従来のコンピューターが苦手とするタイプの計算を実行できるようになる可能性があることです、と Martinis 氏は述べています。 Martinis 氏は 2019 年の画期的な実験に関与し、量子超越性と呼ばれるものを実証しました。Google によると、Google の量子コンピューターは、従来のコンピューターではほぼ不可能な計算を初めて実行したとのことです。 その後、中国の科学者グループは、通常のコンピューターが何らかの形でこのタスクを引き受けることができることを示しました。

期待されるのは、量子コンピューターがすべての問題に対してより高速またはより優れているということではなく、特定の複雑な問題に対してです。

「自然をシミュレートすることで、新薬の発見や新素材の開発などを行うことができます」と Crowder 氏は言います。 たとえば、メルセデス・ベンツは、混沌としたバッテリー化学をよりよく理解するためにそれを使用したいと考えています。

クラウダー氏は、量子コンピューターは複雑なデータのパターンを見つけるのに役立つ可能性があると述べ、「人工知能や機械学習などに応用できる」と述べています。 銀行取引の海の中で、どれが不正ですか?

また、最適化と呼ばれるものにも優れている可能性があります。 問題に無数のオプションがある場合 (たとえば、工場の床をレイアウトする方法が無数にある場合)、どれが最も効率的でしょうか? 「つまり、ポートフォリオの最適化のように、金融と同じように考えることができます」と Crowder 氏は言います。

もちろん、まだ想像されていない他の用途も考えられます。

しかし、世界中の国家安全保障当局者の注目を集めたのは、銀行のパスワードからプライベート メッセージまで、インターネット上のほぼすべてのものを保護している暗号化がいつか量子コンピューティングによって破られる可能性があるということです。戦略国際​​問題研究所の戦略技術プログラム。

「中国の戦略は、暗号化されたデータを大量に傍受してダウンロードすることであり、今後 10 年または 20 年のうちに、その暗号を破るのに十分強力な量子コンピューターを手に入れることを期待しています」と彼は言いました。 米国は現在、耐量子暗号の開発を進めています。

混沌と進歩の両方の可能性があるため、投資資金が流れ込んでいます。

「2027 年までに、164 億ドル以上が量子コンピューティングに投資されると予測しています」と、IDC のリサーチ マネージャーである Heather West 氏は述べています。 「そして、それは民間投資、研究開発投資、政府投資になるでしょう。」

現在、米国だけで少なくとも 89 の量子コンピューティングの新興企業があります。

テキサス大学オースティン校のコンピューター サイエンス教授である Scott Aaronson は、次のように述べています。 「量子コンピューティングは、ベンチャーキャピタリストや政府の資金提供を求める人々が、響きが良いので何にでも振りかける言葉になっています。」

アーロンソン氏は、これらのコンピューターが実際に機械学習や金融、最適化の問題に革命を起こすかどうかは確信が持てないと警告した。 「これらすべての問題を超高速で解決する量子アルゴリズムが存在しないことを証明することはできませんが、それを実行する従来のコンピューター用のアルゴリズムが存在しないことを証明することさえできません.

IBM に戻った Scott Crowder は、量子コンピューターができることを誇張するリスクを十分に認識していました。

「量子コンピュータは、古典に取って代わる、または古典コンピュータではまだできないことを行うには、まだ十分に大きくも優れていません」と彼は言いました。 「だからこそ、これがまさに私たちが実行し、そこに到達するために毎年提供する必要があると言っているのです。」

IBM は、量子コンピューターをスケールアップする方法のロードマップを公開しました。

数百の研究機関、民間企業、大学が、開発中の量子コンピューターに接続しています。 IBM には 190 のパートナーがいて、その技術を研究しています。

「私たちはオープン アクセスを持っています。つまり、テクノロジーを探索して理解するために人々が基本的に無料でアクセスできることを意味します。オープン クラウド アクセスを使用するために登録した 400,000 人を超える人々がいます」と Crowder 氏は述べています。

中国のハイテク大手バイドゥは、Qian Shi と呼ばれる量子コンピューターを開発し、アプリを介して人々が量子チップとやり取りできるようにしました。

現時点では、テクノロジーが発展している間、人々が量子コンピューティングを使用している主な目的は、量子コンピューティングをどのように使用するかを理解することです.

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