IBMの量子システムがArm搭載の富岳スーパーコンピュータに参入

日本のArmベースのスーパーコンピューター「富岳」は、将来のコンピューティングシステムを研究開発するプロジェクトの一環として、IBMが新たに開発した量子システムと組み合わせられる予定だ。

この動きはビッグブルーによって発表されたもので、同社は日本の理化学研究所とIBM Quantum System Twoを導入し、神戸にある理化学研究所計算科学センターの富岳スーパーコンピューターと統合する契約を結んでいると述べた。

この組み合わせは、量子コンピューティングを中心とするスーパーコンピューティングを実現することを目的としています。IBMは、量子コンピューティングがアーキテクチャの不可欠な要素となる、従来のHPCの未来像を描いています。ただし、量子コンピューティングが実用的に実現可能な技術であると仮定した場合の話です。

富岳は富士通がカスタム設計したA64FXプロセッサチップ152,064個を使用して構築され、2020年から2022年にフロンティアエクサスケールシステムに追い抜かれるまで、世界で最も強力なスーパーコンピュータとして知られていました。

IBMのQuantum System Twoは、12月にニューヨークで開催されたIBM Quantum Summitで発表されました。これは、同社の133量子ビットのHeron量子プロセッサをベースとしています。IBMは、これがスーパーコンピュータ「富岳」と共存する唯一の量子コンピュータになると主張しています。

この統合は、日本政府の新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）が資金提供するプロジェクトの一環であり、将来の「ポスト5G時代」におけるサービスとしての展開に向けて、このようなハイブリッドコンピューティングプラットフォームの利点を実証し、日本の科学とビジネスを発展させることを目標としています。

IBMは、ハードウェアの提供に加えて、「異機種混合の量子-HPCハイブリッドコンピューティング環境において、統合された量子-古典ワークフローを生成および実行」するためのソフトウェアスタックの開発にも取り組むと述べた。これらの機能は、アルゴリズムの品質と実行時間の向上を目的としている。

理化学研究所量子HPC連携基盤部門長の佐藤光久博士は、量子ビット数の増加と忠実度の向上に伴い、量子システムはノイズの多い中規模量子（NISQ）時代から実用段階へと移行しつつあると主張した。（IBMはHeronプロセッサの性能として、エラー率が5倍向上したと主張している。）

「HPCの観点から見ると、量子コンピュータは、従来スーパーコンピュータで実行されていた科学アプリケーションを加速し、スーパーコンピュータではまだ解決できない計算を可能にするデバイスです」と彼は述べた。

理化学研究所は、研究所の科学研究能力と富岳のようなスーパーコンピュータの開発および運用の経験を基に、量子HPCハイブリッドコンピューティング用のソフトウェアの開発に取り組んでいると光久博士は述べた。

IBMもこの新たな開発を称賛し、これは「量子中心のスーパーコンピューティングによって定義される未来への道のりにおける記念碑的なマイルストーン」であると主張した。

「この取り組みにより、量子コンピューティングと通信を従来のコンピューティング リソースと組み合わせたモジュール式で柔軟なアーキテクチャに向けて業界が前進し、両方のパラダイムが連携してますます複雑化する問題を解決できるようになります」と IBM フェローで IBM Quantum 担当副社長のジェイ・ガンベッタ氏は述べています。

日本はこの課題を真剣に受け止めているようだ。これは、同国がハイブリッド量子・古典コンピューティング・プラットフォームに行っている唯一の投資ではないからだ。

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量子コンピューティング企業QuEra Computingは、同社のシステムの1つをNvidia搭載のABCI-Qスーパーコンピューターと並行して導入するため、日本の産業技術総合研究所（AIST）から65億円（4,140万ドル）の契約を獲得したと発表した。

QuEraは、ABCI-Qシステムが量子回路シミュレーションと量子機械学習の進歩、古典・量子ハイブリッドシステムの構築、量子技術に着想を得た新しいアルゴリズムの開発のためのプラットフォームとなることを期待していると述べた。®