Quantum Machinesが、量子エラー訂正をリアルタイムで実行する独自の能力を実装

量子コンピュータの構築と運用を容易にするハードウェアプラットフォームを持つスタートアップ企業であるQuantum Machines Ltd.は、最新のパルスプロセッサーユニット「Hadamard」の一般提供を開始したと発表しました。同社は、量子コンピュータの「量子ビット」を管理するためのハードウェア・プラットフォームを開発した企業です。量子コンピュータでは、従来のサーバーが重要な役割を担っており、量子ビットを使って行われる計算がエラーを起こさないよう、最適な方法を見つけることができます。

量子コンピュータを特別なものにしているのは、「量子ビット」です。量子ビットは、従来のビットとは異なり、0か1かの情報を記憶することができる。このため、量子ビットは指数関数的に強力で、従来の機械では何年もかかるような計算を数秒で実行することができます。通常、量子コンピュータを開発する企業や研究所は、従来のサーバーを一から自作しなければなりません。この作業には、ハードウェアのセットアップだけでなく、大量のカスタムコードを書く必要です。量子オーケストレーションサーバーの構築は、このように多大な時間的投資を意味し、場合によっては量子コンピュータプロジェクトのペースを遅くしてしまうこともあります。

Quantum Machinesの量子ビット管理用ハードウェアプラットフォームは、ゼロから構築する手間を省くことができます。Operator-Xと呼ばれるこのプラットフォームは、Pulse Processorと呼ばれるフィールドプログラマブルゲートアレイチップ上で動作します。フィールドプログラマブルゲートアレイは、カスタマイズ可能なチップの一種で、特定のタスク（この場合は量子コンピュータの管理）に合わせて最適化することができます。量子コンピュータは、電磁パルスを利用して量子ビットに計算を行わせます。パルスは、量子ビットにデータを符号化し、そのデータに対して計算を行い、その結果を読み取るために使用されます。Operator-Xは、筐体に含まれる専用のハードウェアコンポーネントによって、このプロセス全体を管理することができます。

同社によると、最新のパルスプロセッサーであるHadamardは、これまで不可能だったプロトコルをリアルタイムでオーケストレーションすることができます。これにより、実行時間と性能を5,000倍も大幅に向上させることができると、Quantum Machines社は述べています。これらの改善により、研究者はより高度な量子アルゴリズムを追求・検証できるだけでなく、量子計算の結果の正確さを保証するリアルタイム量子エラー訂正など、これまで不可能だった作業を行うことができるようになります。

Quantum Machinesの最高責任者であるItamar Sivan博士は、量子制御の観点からは、Hadamardと代替ソリューションの間には比較にならない、と述べています。彼は、手動であらかじめプログラムされた通勤用の車と、自分の意志でどこへでも行ける完全自律走行車の違いに例えました。「前者はあらかじめプログラムされたルートに従って走りますが、閉鎖されたルートや障害物など、道路上の不測の事態に対応するのに苦労します。一方、自律走行車は、センサーとナビゲーションシステムを使って変化に対応し、問題を回避する最速の道を見つけます。」