民間主導で初、富士通・理研が完成させた量子コンピューター2号機の全容 ニュースイッチ by 日刊工業新聞社
ハイブリッド基盤実装 国産第２号の量子マシンの実機が完成―。富士通と理化学研究所は、理研が３月に公開した国産初号機となる６４量子ビット超伝導量子コンピューターの開発ノウハウを土台に、新たな６４量子ビットの量子コンピューターを開発したと５日発表し、実機を披露した。既存の古典計算機上で動作する４０量子ビットの量子シミュレーターと、量子コンピューターをシームレスに連携するハイブリッド基盤を実装した。今後は産業界を中心に用途開発の共同研究を進める。（編集委員・斉藤実） 今回は国産機としては２番目だが、「理研ＲＱＣ―富士通連携センター」をベースに、民間主導で開発した初の国産機となる。理研の中村泰信量子コンピュータ研究センター長は「１号機と２号機はハードウエア・ソフトウエア開発で両輪となる」とそれぞれの役割を示唆。また、公募していた１号機の愛称が「叡（えい、英語表記はＡ）」に決まったことも明らかにした
量子コンピュータのCMOSへ、東芝がダブルトランズモンカプラで精度を大幅向上
量子コンピュータのCMOSへ、東芝がダブルトランズモンカプラで精度を大幅向上：量子コンピュータ（1/2 ページ） 東芝が超伝導回路を用いたゲート方式量子コンピュータの高速化と精度向上を可能にする可変結合器の新構造「ダブルトランズモンカプラ」を考案した。量子コンピュータの基本操作の一つである2量子ビットゲートについて、24nsという短いゲート時間で99.99％という高い精度（誤り確率0.01％）のゲート操作が可能になるという。 東芝は2022年9月16日、超伝導回路を用いたゲート方式量子コンピュータ（超伝導量子コンピュータ）の高速化と精度向上を可能にする可変結合器の新構造「ダブルトランズモンカプラ」を考案したと発表した。量子コンピュータの基本操作の一つである2量子ビットゲートについて、数値シミュレーションベースではあるものの、24nsという短いゲート時間で99.99％という高い精度（誤り確率
近未来テクノロジー見聞録(167) 音波を制御、変調できるチップをハーバード大が開発！
ハーバード大学は2022年6月27日、電気的な制御で音波を0と1のHigh-Low状態を作るチップを開発した、と発表した。 音波を能動的に制御するチップの開発は初めてだという。では、この音波を制御するチップとはどのようなものだろうか、そしてこのチップを開発した理由は何だろうか。今回は、そんな話題について触れたいと思う。 音波を電気的制御するチップとは？ 電気的な制御で音波を制御できるチップを開発したハーバード大学。ハーバード大学といっても正式にはHarverd John A.Paulson School of Engineering and Applied Science、通称SEASだ。 普通、デジタルの世界では、電圧のHigh-Lowの状態を0、1と表現することで、演算を実施していることはご存じだろう。今回開発した音波を電気的に制御するチップとは、この状態を音波で実現するという試みだ。
量子コンピュータを活用しEV用電池材料の研究開発へ
IonQとHyundai Motorは、新しい変分量子固有値ソルバー法（VQE：Variational Quantum Eigensolver）を共同で開発すると発表した。バッテリー化学におけるリチウム化合物や化学的相互作用の研究に適用することができるという。 リチウムイオン電池の性能／安全性向上、コスト低減の実現 IonQとHyundai Motorは、新しい変分量子固有値ソルバー法（VQE：Variational Quantum Eigensolver）を共同で開発すると発表した。バッテリー化学におけるリチウム化合物や化学的相互作用の研究に適用することができるという。 VQEは、特定の最適化問題を解決するために使用する価値体系を決定するアルゴリズムだ。このアルゴリズムは、変分原理を使用して、ハミルトニアンの基底状態エネルギー、動的物理システムの状態の時間変化率を計算する。既存の方法は計
シリコン量子コンピューター実現に前進 計算操作の高精度化に成功
シリコンを使った量子コンピューターの実現に向け、計算に必要な基本操作を高精度に実施することに成功したと理化学研究所などの国際共同研究チームが発表した。英科学誌ネイチャーに２０日、論文が掲載された。量子コンピューターは超電導やイオンを使った方式の研究開発が先行しているが、シリコン方式も実用化において有力候補であることを示す成果だ。 スーパーコンピューターをはるかにしのぐ大規模計算ができると期待される量子コンピューターだが、熱などの外部からの影響で計算にエラーが生じやすい性質がある。このためエラーを訂正する回路が必要だが、この回路では計算情報を扱う基本単位である「量子ビット」の操作を高精度に行うことが求められる。 これまでの研究では、超電導とイオンだけがエラー訂正に十分な精度で量子ビットの操作ができる方式として報告されていたが、チームはシリコン方式でも可能であることを実証した。 実用化に向けて
日本で動き始めたIBM製“商用量子コンピュータ”の性能は？ 実機を見てきた
System Oneが置かれるのは、日本アイ・ビー・エムや慶應義塾大学、早稲田大学、東京工業大学、東京大学などが利用する研究施設「かわさき新産業創造センター新館NANOBIC」。大型のクリーンルームを備える研究棟でもあるため、途中からは土足厳禁。その先のセキュリティが掛かった部屋の奥に、同マシンは鎮座している。 ガラス張りの空間の中央にマシンが置かれるため、基本的に同社の技術者以外はガラス張りの内側には入れない。 マシンの心臓は、直径80cmほどある銀色の筒内部の底にある。ここに量子計算を行う「量子ビット」があり、筒の上部にある冷凍機によって約0.01K（ケルビン、セ氏約-273.16度）というほぼ“絶対零度”まで冷却される。ここまで冷やすのは、IBMの量子ビットが超電導方式だからだ。「0.03Kまで温度が上がったら計算できなくなる」と担当者は話す。 このため、稼働には冷やすための電力が常
3量子ビットを用いた量子テレポーテーションに成功
理化学研究所（理研）らによる国際共同研究グループは、3つの電子スピン量子ビットを用いて、「量子テレポーテーション」と呼ばれるアルゴリズムを実行し、入力ビットの状態を出力ビットへ転写することに成功した。大規模な半導体量子コンピュータの開発に弾みをつける。 量子もつれ検出でエラーの主要因も解明 理化学研究所（理研）とシドニー大学、ルール大学ボーフム校による国際共同研究グループは2021年5月、3つの電子スピン量子ビットを用いて、「量子テレポーテーション」と呼ばれるアルゴリズムを実行し、入力ビットの状態を出力ビットへ転写することに成功したと発表した。大規模な半導体量子コンピュータの開発に弾みをつける。 共同研究グループは今回、GaAsとAlGaAsを用いた半導体基板上に金属電極を設け、3重量子ドット配列構造の電子スピン量子ビットデバイスを作製した。ゲート電極に電圧を印加することで量子ドットを形成
Googleが1万年かかる計算問題を3分20秒で解き終える量子コンピューターを完成させる
Googleが、「世界最速のスーパーコンピューターでも1万年かかる計算問題を3分20秒で解くことができる量子コンピューター」を開発したと発表しました。 Google AI Blog: Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor https://ai.googleblog.com/2019/10/quantum-supremacy-using-programmable.html Quantum supremacy using a programmable superconducting processor | Nature https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5 量子コンピューターは、従来型のコンピューターが情報を処理する単位である「ビット」に代わ
どんな量子計算も実行できる量子もつれ、東大が実現
どんな量子計算も実行できる量子もつれ、東大が実現：量子コンピュータの実用化を加速（1/2 ページ） 東京大学は2019年10月18日、同大学大学院工学系研究所物理工学専攻教授の古澤明氏と同博士課程のAsavanant Warit氏らが、「どのような量子計算でも実行できる量子もつれ」の生成に世界で初めて成功した、と発表した。古澤氏らの研究グループは、「量子計算の規模を従来よりも飛躍的に拡大できる突破口が明らかになり、実用的な量子コンピュータへの新たな道が開けた」としている。 東京大学は2019年10月18日、同大学大学院工学系研究所物理工学専攻教授の古澤明氏と同博士課程のAsavanant Warit氏らが、「どのような量子計算でも実行できる量子もつれ」の生成に世界で初めて成功した、と発表した。古澤氏らの研究グループは、「量子計算の規模を従来よりも飛躍的に拡大できる突破口が明らかになり、実用
「世界最速・最大規模」──東芝、量子コンピュータより高速に組み合わせ最適化問題を計算するアルゴリズムを開発
東芝は4月20日、量子コンピュータが得意とする計算の一つである「組み合わせ最適化問題」を、従来のコンピュータ（古典コンピュータ）で高速に解けるアルゴリズムを開発したと発表した。ある問題設定では、現行の量子コンピュータ（※1）に比べて10倍高速に解を求められるという。同アルゴリズムを活用したサービスプラットフォームの、19年中の事業化を目指す。 東芝は、自社が持つ量子計算の理論から、古典力学の「分岐現象」「断熱過程」「エルゴード過程」という3つの現象に着目。これらをうまく利用し、古典コンピュータ上で組み合わせ最適化問題を解くアルゴリズムを「シミュレーテッド分岐アルゴリズム」（Simulated Bifurcation, SB）と名付けた。 SBは従来の手法に比べて並列計算に向くとしており、GPUを8台つないだクラスタで10万変数・全結合の大規模問題を計算すると、数秒で良解（※2）を導けるとい
国産量子コンピュータの逆転シナリオ、それでも残る課題
組み合わせ最適化問題を高速に解ける量子コンピュータの分野で、世界初の商用化に成功したカナダのディーウェーブ・システムズ。その背中を大手ITベンダーや研究機関などの日本の4グループが独自技術で追い始めた。 4陣営のうち独自の量子技術で競うのがNEC、そして国の「革新的研究開発推進プログラム（ImPACT）」に採択されたNTTなどによる研究グループである。富士通と日立製作所の2社は、それぞれ既存の半導体回路を使った最適化問題の加速演算チップを開発し、量子計算に対抗する方法を取る。 第2回は、組み合わせ最適化問題を解く量子コンピュータを開発する2陣営が描く逆転のシナリオと課題に迫る。 各社の量子コンピュータの性能を比べるうえで最も重要な指標が、搭載する量子ビット数と、量子ビット同士の結合状態だ。 ディーウェーブとNEC、ImPACT採択チームで比較すると、3陣営が開発するマシンの量子ビット数はほ
量子コンピュータ、クラウド上で体験可能に
国立情報学研究所らの研究グループが、量子ニューラルネットワーク（QNN）をクラウド上で体験できるシステムを構築、一般ユーザーに公開する。 量子ニューラルネットワークによる計算を、クラウド上で体験できる 国立情報学研究所は2017年11月20日、同研究所とNTT、東京大学の研究グループが、光の量子的な性質を用いた新しい計算機「量子ニューラルネットワーク（QNN）」をクラウド上で体験できるシステムを開発し、同年11月27日より公開すると発表した。 量子ニューラルネットワークは、光パラメトリック発振器（OPO：Optical Parametric Oscillator）という新型レーザーの量子力学的特性を用いて、最適化問題を計算する。 長い光ファイバリング中に配置された光増幅器をオン、オフすることで、数千個に及ぶOPOパルスを生成する。この多数のOPOパルス間に、解きたい問題に対応する相互作用を
究極の大規模汎用量子コンピュータ実現法を発明
1つの量子テレポーテション回路を繰り返し利用 東京大学工学系研究科教授の古澤明氏と同助教の武田俊太郎氏は2017年9月22日、大規模な汎用量子コンピュータを実現する方法として、1つの量子テレポーテーション回路を無制限に繰り返し利用するループ構造の光回路を用いる方式を発明したと発表した。これまで量子コンピュータの大規模化には多くの技術課題があったが、発明した方式は、量子計算の基本単位である量子テレポーテーション回路を1つしか使用しない最小規模の回路構成であり、「究極の大規模量子コンピュータ実現法」（古澤氏）とする。 今回発明した光量子コンピュータ方式。一列に連なった多数の光パルスが1ブロックの量子テレポーテーション回路を何度もループする構造となっている。ループ内で光パルスを周回させておき、1個の量子テレポーテーション回路の機能を切り替えながら繰り返し用いることで計算が実行できる 出典：東京大
「商用の量子コンピュータを開発」，カナダのベンチャー企業が発表
D-Wave Systems社の量子コンピュータ用チップ「Orion」。16qubitsを集積したチップをさらにパッケージにまとめた。 カナダのベンチャー企業であるD-Wave Systems，Inc.は米国時間の2007年2月13日に，「商用になり得る規模の量子コンピュータを開発した」と発表した（発表資料）。16個の「量子ビット（qubit）」を用いて構築したシステムで，「離散最適化問題を解くことが可能」と主張する。すでに一部の報道機関にはシリコンバレーの「Computer History Museum」で，2種類のアプリケーションを解くデモを公開した。 少し前には「実現には数十年以上かかる」「1億年以上かかる」（ある日本人の量子コンピュータの研究者）という指摘もあった同技術だが，D-Wave Systems社は「開発した量子コンピュータを2007年第2四半期以後に大手企業などに販売する
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九州大、水素が量子素子のノイズ原因になることを観測
大規模量子コンピュータに期待。世界初、複数の論理量子ビットを復号する量子誤り訂正アルゴリズム開発
「量子コンピュータはスパコンより速い」のウソと本当 日本設置の意義は
NTTと阪大，量子テレポーテーションを利用した量子計算の実証に成功