コンピュータ歴史博物館で自社の初製品を発表する勇気と大胆さを持つスタートアップ企業はほとんどないだろう。しかし、D-Wave Systemsは本日、世界最先端の量子コンピュータを発表することで、まさにその偉業を成し遂げた。この製品は、将来、画期的なシステムとして、あるいは単なる珍品として、同博物館に展示されるかもしれない。
D-Waveはブリティッシュコロンビア州バーナビーに拠点を置いていますが、シリコンバレーの中心部に直行し、「Orion」システムを初めて公開しました。このハードウェアは、最も複雑な問題を記録的な速さで処理することで、コンピューティング市場に革命を起こす可能性を秘めています。うまくいけば、タンパク質の折り畳みや創薬といった、大規模なクラスタシステムでは数日、数週間、あるいは数ヶ月かかるような処理が、わずか数分にまで短縮されるでしょう。D-Waveシステムは、従来のコンピュータのデジタル基盤ではなく、量子力学を基盤とすることでこれを実現します。
コンピュータ歴史博物館のイベントに出席した D-Wave の幹部らは、自社の技術を称賛する一方で、2 つの主な点を強調して誇大宣伝を和らげた。それは、現状の Orion システムは遅くて、いくぶん扱いにくい概念実証に過ぎず、量子コンピュータはデジタル コンピュータに取って代わるものではなく、特定の一連の問題を処理する補完的なものとして役立つという点である。
「D-Wave量子コンピュータの登場は、デジタルコンピューティングの終焉を意味するものではありません」と、D-WaveのCEO、ハーブ・マーティン氏は述べた。「デジタルコンピュータは多くのアプリケーションを完璧に解決し、ユーザーに多大な満足をもたらします。そして、量子コンピュータはデジタルコンピュータを凌駕するでしょう。」
「（これが意味するのは）量子コンピュータの始まりの終わりだ。」
量子の問題
多くの研究機関が長年にわたり量子コンピューティングの概念を探求してきました。この技術の真髄は「量子ビット」、つまりデジタルコンピュータで用いられる1と0の量子相当値です。「古典的」コンピュータのビットと同様に、量子ビットは1か0のどちらかの状態を取りますが、さらに一歩進んで、0と1の状態を同時に取ることも可能です。
昨年、D-Wave は 2 量子ビット システムから今日の 16 量子ビット システムまで進化しました。
「どんな情報でも、必ず何かに書き込む必要があります」と、D-WaveのCTO、ジョーディ・ローズ氏はインタビューで語った。「つまり、情報を記録するための物理的な物体が存在するということです。」
ここで重要かつ核となる概念は、情報の特性、つまり何を保存でき、何を計算できるかは物理法則に依存するということです。つまり、トランジスタや磁気メモリのように本質的に古典的なものに0と1を書き込むと、その情報は特定の方法で動作します。
「量子力学的な物体に情報を書き込む方法を見つけられるほど賢ければ、情報は異なる振る舞いをします。そして、それを利用して計算を大幅に高速化することができます。そのため、場合によっては、これまで解決不可能だった問題、つまり原理的に不可能だった問題に対して、指数関数的な高速化が実現します。この種のコンピューターを使えば、そうした問題も簡単に解けるのです。」
この魔法を実現するために、D-Waveシステムはアルミニウムとニオブという2つの超伝導体を絶対零度近くまで冷却します。この温度では、これらの金属は1と0の状態を同時に保持できる特性を獲得します。
D-WaveはOrionを、どのデータセンターにも設置できる1Uラックマウントケースに詰め込んだわけではない。その代わりに、コンピュータ内部は外部のノイズを遮断する要塞のような構造物の中に収められている。さらに、写真にあるように、希釈冷凍機に取り付けられたチップホルダーなど、様々な装置が使われている。
カスタム機器は別として、D-Wave 社は、2008 年に製品を市場に投入する際には、コスト面でいくつかの利点が得られると主張している。まず、同社のチップは標準的な半導体製造技術で製造できる (現在、チップは NASA の JPL が製造している)。さらに、チップの消費電力はナノワット単位である。
「今日では、数百万個の量子ビットでさえ、市販のプロセッサよりも消費電力が少ない」とローズ氏は述べた。さらに、「従来のコンピュータに使用されていた冷却システムは、量子コンピュータに必要なシステムよりもはるかに構築が難しく、複雑だ」と付け加えた。
さて、真剣な質問に移りましょう。
