次世代量子プロセッサ「Heron」が公開、生成AIでプログラミング簡素化〜IBM Quantum 2023 Summitから

IBM のQuantum Heron チップ
Image Credit: IBM

量子コンピューティングは、IBM Quantum 2023 Summit で発表された新しいプロセッサ、システム、ソフトウェアのアップデートによって、「量子的」な飛躍を遂げようとしている。

今回の発表の主役は「IBM Quantum Heron」プロセッサで、IBM が VentureBeat に提供した画像は上のものだ。

IBM は、133量子ビットを持つ「Heron」がこれまでのIBM量子チップと比較して、量子ビットの品質とエラー率が大幅に改善され、これまでで最も高性能な量子プロセッサであると主張している。以前は、IBM Quantum Eagle が127量子ビットを実証した最も強力なアクティブシステムだった。量子ビットは量子コンピューティングを定義する指標であり、数値が大きいほど性能が高くなる。

さらにIBMは現在、1,121個の超伝導量子ビットを1つのチップに搭載する、「コンドル」と呼ばれるさらに強力なチップを開発中であると発表した。

IBM は Quantum Heron とともに、3基の IBM Quantum Heron プロセッサを搭載した Quantum System Two アーキテクチャーの運用を開始したことを発表した。最初の IBM Quantum System Two マシンは、ニューヨーク州ヨークタウンハイツにある IBM の Quantum Computing Hub に設置されている。

IBM はまた、研究者や企業が量子システムのパワーを活用できるよう、量子プログラミングソフトウェア「Qiskit」の新機軸を発表した。

IBM Quantum の副社長 Jay Gambetta 氏は、報道陣やアナリストとのブリーフィングの中で、次のように説明した。

量子コンピューティングのフルパワーは、開発者の体験を簡素化するジェネレーティブ AI によってもたらされます。

量子コンピューティングのプログラミングを可能にする Qiskit のジェネレーティブ AI 活用法

量子システムのプログラミングには、古典コンピューティングシステムとは異なるソフトウェアが必要だ。そこで、IBM Qiskit プログラミングフレームワークが活躍する。

IBM Quantum Summit 2023で、2024年初頭に利用可能になる「Qiskit 1.0」の機能を詳細に説明した。IBM Quantum の副社長 Jay Gambetta 氏は説明会で、1.0リリースの一部は Qiskit パターンの概念であると説明した。彼は、開発者が量子回路の知識を持って仕事をするのは現実的ではないと指摘した。

我々はアルゴリズムを開発するためのシンプルな戦略やフレームワークを考え出しました。

Qiskit パターンはまた、量子実行用に問題を最適化し、IBM Quantum System Two のようなシステム上で実行し、シンプルな出力で処理結果を提供する。さらにプロセスを簡素化するため、IBM は同社の watsonx ポートフォリオからジェネレーティブ AI ツールも導入し、量子回路を生成するための簡単な言語コマンドを可能にする。

Watson x は、アプリケーション開発を含むさまざまなユースケースの解決を支援するための基盤と大規模言語モデル（LLM）を提供する。IBM はすでに、メインフレーム上の COBOLプログラミング言語を現代向けに近代化するために Watsonx を使用している。

VentureBeat の質問に対して Gambetta 氏は、IBM は今年、他のユースケースで構築してきたのと同じ Watsonx の基盤モデル「Granite」を、Qiskit の量子ユースケースでも使用していると説明した。

これは、チームが Watsonx でやったことでエキサイティングなことのひとつで、実は同じモデルで、今は Qiskit に基づいてファインチューニングができます。（Gambetta 氏）

AI は IBM でも量子回路の最適化を改善するために使われている。Gambetta 氏は、今後は量子コンピューティングの仕組みを改善するために、AI が量子コンピューティングに導入されることを期待していると付け加えた。

量子コンピューティングは研究だけでなく、企業にも有効

量子コンピューティングというと、非常に高度な研究ユースケースだけのものと思われがちだ。Gambetta 氏によれば、量子コンピューティングは企業でも利用できる。

私たちは研究とビジネスがかつてないほど近づいている、テクノロジーの最もエキサイティングな時期にいます。（Gambetta 氏）

Gambetta 氏は、現在 IBM には160社以上のクライアント業界があり、IBM またはそのパートナーと協力してエンタープライズ実験に取り組んでいると述べた。多くの活動が行われているが、まだ進行中の作業が多くある。

まだ投資対効果を得たと言うつもりはないが、彼らは量子的な準備から、実際にユースケースのプロトタイプを行うことへと移行し始めています。（Gambetta 氏）

同氏は、今年の IBM Quantum Summit で披露されるデモのひとつに、非常に大規模な最適化問題を実行する現代があると指摘した。IBM が取り組んでいる課題は、量子ハードウェアとソフトウェアの性能を向上させるだけでなく、さまざまなユースケースを進めるために必要なアルゴリズムを発見することである。