IBM Q System One:世界初の完全統合量子コンピュータ

コンピュータは単純に見えますが、問題や方程式を調整する能力と速度は、人間の脳では達成できないものです。コンピューターは、さまざまなアプリケーションを提供する単なる媒体ではなく、単なる計算機です。コンピュータにコマンドを与えると、そのコマンドが処理ユニットに送られます。その後、ロード、処理、キャリブレーションを行ってから、目的の結果が得られます。コンピューターは間違いなく人間のコマンドで実行されますが、コマンドを処理し、手動エラーの可能性なしに調整する能力は、機械を私たちよりも効率的にするものです.古典的なコンピューターは長い間、現実の計算に役立ち続けてきましたが、技術の進歩と技術ベースの世界社会の構築の必要性により、さまざまな専門分野での計算上の問題に対するより高度なソリューションの必要性が高まっています。そして、これらの問題は従来のコンピューターで調整するには難しすぎるため、研究者は量子コンピューティングに目を向けました。

アメリカのコンピューターシステムメーカーである IBM は最近、IBM Q System One と呼ばれる「世界初の統合量子コンピューティングマシン」であると主張するものを発表しました。 Qシステムワンとは？これにより、IBM はどのような問題を抱えているのでしょうか?これは、コンピューティングシステムの未来にとって何を意味するのでしょうか? 「少しずつ」考えてみましょう。

量子コンピューティングの概要

では、皆さんは学校で 2 進数を習いましたね。コンピュータが理解できる言語？ベルを鳴らしますか？従来のコンピューターは、単語で書かれたコマンドを受け入れたり理解したりしません。コンピュータで行うことはすべて、0 と 1 だけで構成されるバイナリ単位の形式の情報としてメモリに保存されます。したがって、古典的なコンピューターはすべての計算をバイナリで実行します。バイナリ単位は 0 または 1 のいずれかになるため、コンピューターが処理または受け入れることができる計算の複雑さの範囲も制限されます。特定の制限と複雑さを超えて情報を処理および保存するためのアルゴリズムの制限のために、コンピューターが達成できないベンチマークが常に存在します。

そこで登場するのが量子コンピューティングです。量子コンピューティングは、量子力学の法則に基づいて機能します。科学は、サイズとスケールがはるかに小さい、実際には原子よりも小さい粒子の問題について研究されています。このような粒子は、亜原子粒子または量子粒子と呼ばれます。ここで、これらの亜原子粒子がコンピュータービットであると考えてみましょう。量子コンピューティングでは、コンピューターが受け取った情報をさらに操作して、より複雑で小さなビットにすることができます。

これは、量子もつれと呼ばれる現象によって行うことができます。バイナリビットを互いに重ね合わせて、接続された、ペアになった、またはグループ化された情報のビットを形成すること。ペアビットは、バイナリ形式とは異なり、複数の単一の状態で存在できるため、キャリブレーションのためにより複雑で複雑な情報を処理する傾向があります。互いに絡み合い、互いの特性に依存するこれらのビットは、量子ビットと呼ばれます。

量子コンピューティングは、基本的にコンピューターの研究をより小規模なものにします。量子状態のバイナリビット 0 と 1 のペアは、重ね合わせると 4 つの具体化された状態を形成できます。同様に、0 と 1 の 3 つのキュービットは、8 つの異なる状態でペアにすることができます。何百ものそれらを想像してみてください。宇宙の粒子の数を超える状態のペアが得られます。それが量子計算の範囲です。

量子コンピューティングがもたらすもの

株式市場、スポーツ、世界経済または国家経済、医学研究、天気に関する予測は常に耳にします。これらの予測は、私たちの日常生活の決定を指示し、私たちの未来の大きな部分を形成します.しかし、これらの予測はどこから得られるのでしょうか?計算。その特定の分野の将来がどのように見えるかを決定または推定するために、入力データと数学的アルゴリズムに関する情報を実行するソフトウェアおよびコンピューターマシン。

海流からのデータは、明日の天気を決定します。病院での MRI により、医師は患者に最適な治療法を見つけることができます。ビジネスコングロマリットの現在の決定により、金融アナリストは株価チャートを操作し、明日の経済の形を変えることができます。しかし、それでもなお、地球上の古典的なコンピューターや頭脳の力の理解をはるかに超えた複雑な計算問題が数多くあります。量子コンピューティングは、私たちが知っている計算解析のハイエンドアップグレードとなる可能性があります。天候と財務状況は、その結果に直面するよりも早く入手できるでしょう.

医師や外科医は新しい発見をし、投薬を永遠に変えることができるでしょう。すべてのリソースを最適化し、無駄を完全に取り除くことができます。計算とアルゴリズムの手動エラーはなくなります。さらに、自然自体が亜原子粒子の特性で動いているため、自然の発生とその現象を解読できる可能性があります。

コンピュータメーカーが量子コンピューティングに乗り出した理由

その理由の 1 つは、独占を確立し、世界のテクノロジーを支配しようとする競争である可能性があります。私たちが住んでいる技術に依存した社会では、私たちはすでに一流の技術企業や国営の技術プロジェクトに自分自身に関する多くの個人情報を提供しています.そのような技術を実行する人は、実質的に世界を支配しています。量子コンピューティングは、人工知能に続く未来のテクノロジーの次の大きなものです。最高の量子分析とコンピューティングを提供する企業は、さまざまな分野の仕事に関するあらゆる種類の企業、政府、および個人のデータにアクセスできます。その情報を所有する人は誰でも、自分にとって最善の決定を下す力を持ち、何があっても常にトップに立つことができます.

他にはお金を稼ぐことができます。すべての企業が商用および企業向けの量子コンピューティングサービスを提供しているわけではなく、実験的な量子コンピューティングを実際に実行できる段階に達した企業はほんの一握りに満たない.したがって、そのようなプロジェクトを開発できれば、投資家や他の人々をお金で歓迎するはずです.もう 1 つの理由は、並列処理の研究と宇宙空間の限界突破です。マッドサイエンティストのビジョンのように思えますが、量子ビットと量子力学の理論があれば、理論的には、宇宙研究者や世界の他の人々にはまだ知られていない宇宙空間の概念を学び、解決する可能性があるかもしれません.

動機は無限にある可能性がありますが、この点での勝利はゲームではなく、量子コンピューティングを解決しようとするすべてのプレーヤーは、この研究と技術的成果から何を望んでいるのかを明確にする必要があります。

IBM とその量子コンピューティングに関する研究

IBM の量子コンピューティングへの最初のベンチャーは、2016 年に IBM Initiative Q を開始したときでした。これは、ビジネスおよび科学の分野におけるさまざまな企業の計算分析能力を向上させることを目的とした業界レベルのイニシアチブです。 IBM Q は、エラーのない診断と分析によってリソースの最適化を達成し、機械学習の新しいベンチマークを設定することを目的として開始されました。このイニシアチブは、企業レベルでの財務上の意思決定の改善とリスク管理技術のアップグレードに焦点を当てていました。それはすぐに IBM のアクティブな量子コンピューティングサービスプロバイダーブランチに変わり、クラウドを介して企業がネットワークにアクセスできるようになりました。今日のビジネスのあり方を変える方向に突き動かされている IBM Q は、量子コンピューティングを推進するさまざまな組織や教育機関を積極的にサポートしており、現在では世界中で機械学習と計算分析の主要な提唱者となっています。

IBM Q System One:IBM の量子コンピューティングビジネスへの強力な参入

2019 年 1 月、IBM は、同社の新しい IBM Q System One がまもなく企業向けの計算用途に利用可能になることを最初に発表し、今月ついに発表され、さまざまな技術研究者や量子力学の専門家を引き付けました。 System One は、最大 5 キュービットの情報を分析するサービスを提供していた元の Q を大幅にアップグレードしたものです。新しい System One は、最大 20 キュービットの分析サービスを提供できます。単純な計算では、前任者よりも 5 倍複雑な問題を計算できます。量子コンピューティングの最新のプレーヤーは、クラウドを介してサービスを使用するためにサインアップした潜在的なクライアントとして、CERN や Fermilab などの企業をすでに獲得しています。新しく設計されたシステムは、以前のシステムよりも速い速度でリセットすることができ、クライオスタットが適切に維持されていれば、企業の問題に対して非常に実現可能なソリューションを提供できます。

IBM Q System One は量子コンピューティングにおける大きな飛躍ですか?

IBM は System One を発売する際、「世界初の完全統合型」量子コンピューターであり、近い将来に金融経済と科学分析の方向性を変える可能性があると主張しました。 IBM は、System One があらゆる種類の科学的発見につながり、リソースの最適化と企業計画の高い目標を達成する研究の扉を開く可能性があると主張しています。ただし、IBM の最新の発明の機能について最終的な判断を下す前に、その声明には多くの議論が必要です。量子コンピューティングは、量子力学と量子もつれの法則に依存しています。これらの法則は、アインシュタインやシュレディンガーなどの科学者による広範な研究の後でも、実験で真に証明されたことはありません.さまざまな理論はいまだに量子力学の多くの概念を無視しているため、IBM が System One でそのすべてを解決することはおそらく不可能でした。第 2 に、IBM はこれによって商業的な計算分析の方向性を変えると主張していますが、それを達成するには複雑すぎます。量子コンピューターはまだ実験結果しか出ていませんが、システムワンも同じことをするでしょう。実際の産業状況での実装が本当に実現可能かどうかは、長い分析と理論化の問題です.

System One について言えることは、それが量子コンピューティングの研究分野におけるベンチマークになることは間違いなく、その実験結果は、量子コンピューティング自体の新しい機能を発見するための新しいアイデアを開くということです。 System One は問題解決者ではなく、研究者として行動する可能性が最も高く、量子分析のツールと技術をさらに開発し、量子コンピューティングを介してリソースの最適化、リスク分析、および病気の診断を成功させるために前進するのに役立ちます.

IBM Q System One が究極のマシンではない理由

そのような機械を今日維持している技術で維持することは、最大限の繊細さ、注意、および積極的な監視の問題だからです。量子コンピューターは、摂氏マイナス 100 度をはるかに下回る氷点下の温度に保つ必要があります。なんで？量子粒子はわずかなゆらぎでも歪むため、定常状態に近い状態で解析する必要があります。 System One は商用利用を開始したばかりなので、そのような歪みからどれだけの能力を維持できるかはわかりません。さらに、IBM がそのすべてを 1 つの実験的な量子マシンに投資する可能性は最も低く、つまり、IBM には他の計画があることは間違いありません。次に大きな問題は信頼性です。適切なテストがなければ、IBM でさえ、商用利用に対して 100% 信頼できるとは言えません。これが、System One の早期使用が実験的なものに過ぎず、結果の信頼性に関して IBM が企業に署名する義務を負わない理由です。

量子コンピューティングは、IBM の財務の未来にとって良いステップですか?

正直な意見では、100 年以上の歴史を持つ会社にとって、何かに挑戦する前に財政的な将来は最優先事項ではありません。 IBM は、IBM Q System One を単独で開発したのではなく、あらゆる種類の国際組織の研究者、アーキテクチャーの専門家、および設計者の助けを借りて開発しました。それができれば、自分が何をしているのか、IBM Q System One の潜在的な将来に対して何をする必要があるのかを確実に認識しています。 IBM は、量子コンピューティングとそのようなサービスの商用化が将来どのような成果をもたらすかを知っています。同社は最近、モバイル技術や Web サービスなどの流行の技術製品やサービスを通じて売り上げを引き付けることができませんでした。このような状況の中で、研究、知識、資金、および将来の利害関係を実験的なテクノロジーに投資することは、IBM にとって試行錯誤ではありません。 IBM はすでに数百万または数十億の商取引を行っており、統合された人工知能の可能性を秘めた量子コンピューティングは、IBM の利益を生み出す戦術の進路を変える可能性があります。