IBM は、「実用規模」を達成したと主張する量子プロセッサ「Heron」と、それを製造現場で採用するいわゆるモジュラー System Two アーキテクチャを発表した。
Heronは、IBMの量子演算処理装置（QPU）シリーズの最新モデルです。このデバイスは133量子ビットを搭載しており、前モデル「Eagle」の127量子ビットから増加しています。IBMによると、Heronは前モデルと比較してエラー率が5倍向上しています。これは、量子ビットには計算タスクに必要な量以上の情報が含まれており、その情報が破損する可能性があるため、重要なポイントです。
IBMのHeron量子プロセッサは133量子ビットを誇り、従来のEagleチップと比較してエラーが5倍削減されています。クリックして拡大
Heronは、IBMのQuantum System Twoコンピューティング・クラスターに搭載されます。このクラスターは、量子、古典、そして量子ビット制御エレクトロニクスを統合し、成長に合わせて設計されたモジュラーシステムです。詳細はまだ不明ですが、IBMのQuantum System Twoコンピューティング・クラスターは高さ15フィート（5メートル）で、多くの量子システムと同様に、動作には極低温冷却が必要です。
最初のシステムはニューヨーク州ヨークタウンハイツに設置され、当初は IBM の Heron プロセッサ 3 基を搭載し、合計 399 個のローカル量子ビットを備える予定です。
しかし、IBMは量子ビット数は重要な要素の一つに過ぎないことを強調しています。過去に議論したように、コヒーレンスや量子ビットの品質といった要素は、量子マシンの基本的な機能に大きな影響を与えることが多いのです。そのため、IBMは実現可能な量子回路の規模を最優先しています。
IBMは、2024年末までに各Heronプロセッサが単一の量子回路で5,000の演算を実行できるようになると主張している。
System Twoは将来の量子スーパーコンピュータの構成要素として設計されており、将来のQPU設計との前方互換性を確保しています。IBMのロードマップでは、2025年から2028年の間に量子ビット数を大幅に増加させる計画がないのは、モジュール性の向上と回路サイズの重視が理由と考えられます。
IBMは、早ければ2033年までに2,000量子ビットと10億ゲートに対応するチップを開発する予定だ。クリックして拡大
代わりに、IBMは156量子ビットのFlamingoチップを4世代にわたって計画しています。主な違いは、世代ごとに最大ゲート数が2024年の5,000から2028年の15,000に増加することです。また、このチップは最終的に最大7つのQPU（合計1,092量子ビット）のクラスターサイズをサポートする予定です。
これらのチップはすべてエラー軽減型として分類されており、各世代でも量子ビットの効率を向上させるためにエラー率の低減が図られることが示唆されています。
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IBMは2028年以降を見据え、2029年からStarling QPUでエラー訂正領域に進出する予定です。IBMは、このチップが200個の論理量子ビットから1億ゲートの演算能力を圧縮すると予測しています。2033年以降を見据え、IBMは10億ゲートの回路を処理可能な2,000量子ビットのQPU「Blue Jay」の発売を目指しています。
もちろん、10年の間には多くのことが起こる可能性があります。その間、IBMはHeron QPUをパブリッククラウドポータルを通じて研究者に提供し、自由に試用できるようにする予定です。
IBMは量子アルゴリズムの研究を支援するため、開発者が量子システム向けのコードを作成し、最適化するのに役立つQiskit量子開発キットのバージョン1.0もリリースしました。IBMによると、このソフトウェアは、従来の問題を量子回路にマッピングし、最適化した後、Qiskitランタイムを使用して実行することで機能します。
IBMはまた、今年初めに紹介したWatsonXプラットフォームを用いて、AIを活用した量子アルゴリズム開発の加速化も検討しています。WatsonXの提供するサービスの中には、MicrosoftのGitHub Copilotに似たAIコードアシスタントの基盤モデルがあり、特定のアプリケーションに合わせて調整可能です。®
