IBM（IBM.US）の量子コンピューティングが重要なマイルストーンを達成：2つの低温モジュールの接続と冷却に成功、2029年に世界初のフォールトトレラント量子コンピュータの発表を目指す

知通财经APPによると、IBM（IBM.US）は水曜日に、2つの極低温モジュールを同一の運用環境で接続・冷却し、初期テストを完了したと発表しました。同社は、このモジュール化アーキテクチャが数百個の量子チップを接続できる極低温の共有システムに拡張することを目指しており、2029年にIBM Quantum Starlingを発表するための重要なステップであると述べました。IBMは、Quantum Starlingが世界初のフォールトトレラント量子コンピュータとなり、エラー訂正、プロセッサ設計、デコーディング、システムエンジニアリングなどの進歩を統合すると見込んでいます。

IBMによると、最初の2つの運用モジュールの合計高さは8フィートを超え、幅も8フィートを超えています。初期テストでは、これらの2つのモジュールが5日未満で合計4ケルビン、すなわち液体ヘリウムの温度まで冷却でき、その後間もなく最終的に15ミリケルビン未満に到達できることが示されました。

現在最も広く使われているIBM量子システムと比べて、各モジュールのバキュームハウジングは最大12倍の配線スペースを提供します。IBMは、これによりモジュール内およびモジュール間でのチップ間接続がさらに増加し、より大規模な量子計算のためのハードウェア基盤となることを強調しています。

新アーキテクチャとL-coupler接続技術

IBMが採用した新しいボックス型設計はモジュールを密に配置可能にし、より広い配線スペースを活用しながら、IBMの「L-coupler」技術によって量子プロセッサ同士を直接接続します。L-couplerは異なる量子チップを接続するためのもので、情報の共有や相互通信を実現し、より大規模な量子コンピュータの一部として協調して動作することを可能にします。

IBMの量子ロードマップによると、同社は2027年までにL-couplerを利用して複数のプロセッサを接続し、少なくとも1000のプログラム可能な量子ビットを持つより大規模な量子コンピュータを構築することを計画しています。プログラム可能な量子ビットとは、計算の実行に直接利用できる量子ビットを指します。この目標達成のため、IBMは今年後半にIBM Quantum Nighthawkプロセッサを極低温モジュールに設置し、運用性能のテストを拡大する予定です。Quantum Starlingの納入時には、各極低温モジュールに数千個の量子ビットを搭載する計画です。

IBMは昨年、Starling計画を発表し、新たなエラー訂正コードを導入して、フォールトトレラントを実現するために必要な物理リソースを大幅に削減しました。その後、同社はコアハードウェアコンポーネントを示し、高効率なエラー訂正デコーダーでも実績を上げました。

IBM研究所所長でIBM FellowのJay Gambetta氏は「フォールトトレラント量子コンピュータをさまざまな業界にもたらすには、複数の根本的な進展が不可欠です。これらの極低温モジュールの成功した接続と運用はその方向に向けた重要な一歩であり、量子ハードウェア・ソフトウェア・アルゴリズムでの継続的なイノベーションとともに、我々の進展を加速させます」とコメントしています。

さらにIBMは、新しくスケーラブルな極低温モジュールがイノベーションを加速させることが期待できるとしています。たとえば、IBM Quantum System Two環境の3つの主要コンポーネントは新アーキテクチャに組み込まれていますが、新設計により各部品を独立してテスト・改良・迅速な反復が可能になっています。

市場面では、IBMの株価は水曜日の取引で約2%上昇して終了しました。同社は、今回の極低温量子モジュールの納入により、同社が量子ロードマップに沿って体系的に進行し、フォールトトレラント量子計算への道を加速するためのもう一つの主要な障害を解決したことが改めて証明されたとしています。