「富岳」と同じ建物に設置される量子システムが米国外で初稼働へ
IBM
は4月30日、自社の次世代量子アーキテクチャーおよび最も高性能な量子プロセッサーを神戸市の理研計算科学研究センターに導入。専有利用権を提供する計画について理化学研究所（理研）と合意した。これはスーパーコンピュータ「富岳」と同じ建物に量子コンピュータが設置される初の事例となる。
この合意は、経済産業省傘下の新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）がファンディングする「ポスト５Ｇ情報通信システム基盤強化研究開発事業」の「量子・スパコンの統合利用技術の開発」プロジェクトにおいて締結されたもので、理研は当該プロジェクトの実施に於いて、IBM Quantum System Twoを専有利用する。
同プロジェクトでは、理研と共同提案者のソフトバンク、理化学研究所の共同実施者の東京大学、そして大阪大学は、日本の科学とビジネスを発展させるというビジョンのもと、最先端の量子コンピュータとスパコンを連携するためのシステムソフトウェア、プラットフォームを構築。ポスト5G時代で提供されるサービスとして展開する技術としての有効性を実証する。
また、当該プロジェクトとは別に、IBMは量子コンピュータとスーパーコンピュータというヘテロジニアスな統合コンピューティング環境でのワークフロー実行のための、ミドルウェアや最適な量子回路を生成・実行するソフトウェアの開発を行う予定。これらの新機能により、アルゴリズム品質や実行時間の改善が期待されることになる。
合意に基づき導入されて、「富岳」と連携するIBM Quantum System Twoには、IBMは「量子を中心としたスーパーコンピューティング」という次世代の量子コンピューティング・アーキテクチャーの導入を計画している。
これは、スケーラブルな極低温インフラストラクチャーやモジュール式の量子ビット制御機器、スケーラブルなクラシック・サーバー、先進的なシステムソフトウェアを組み合わせ、従来型のHPCサービスと並列する形で量子コンピューティング・サービスを提供するもので、量子を中心としたスーパーコンピューティングというIBMのビジョンの中核をなす構成要素になるという。
量子を中心としたスーパーコンピューティングは、量子コンピューティング・リソースと従来型コンピューティング・リソースが統合され、並列化されたワークロードの中で協働し、これまで不可能であった計算を実行することによって実現されるもの。
量子を中心としたスーパーコンピューティングは、量子コンピューティングがアーキテクチャーに於いて不可欠となる従来型HPCの未来に向けたIBMのビジョンであり、IBM Quantum System Twoはこのビジョンに向けた重要な構成要素となっている。
IBM Quantum System Twoには、これまでのIBM Quantumプロセッサーの中で最高の性能指標を実現するアーキテクチャーを備えた新しい商用量子プロセッサー・シリーズの第1号となる、133量子ビットのIBM Quantum Heronプロセッサーが搭載される予定です。IBM Quantum Heronプロセッサーは、IBM Quantumプロセッサーの中でエラー率が最も低く、これまで最も高性能であったIBM Eagleプロセッサーと比較して5倍の性能向上を実現したプロセッサーで、現在はクラウド上で利用が可能です。
こうした取り組みに計算科学研究センター量子 HPC 連携プラットフォーム部門 部門長の佐藤三久博士は、「最先端の NISQ の量子コンピュータは今、量子ビット数の増加と忠実度の向上に伴い、実用的な段階に踏み出しつつあります。
HPC (High Performance Computing) の観点から見ると、量子コンピュータは、従来スパコンで実行されてきた科学アプリケーションを高速化し、スパコンではまだ解くことのできない計算を可能にする装置です。
理研の科学の総合力と富岳をはじめとする最先端のスパコン開発及び運用の経験を生かして、量子・HPC 連携コンピューティングのためのシステムソフトウェアの開発に取り組んでいきます」と述べた。
対してIBMフェロー 兼 IBM Quantum バイス・プレジデントのジェイ・ガンベッタ氏（Jay Gambetta）は、「スーパーコンピュータ富岳に初めて量子システムを直接連携させるIBMと理研の合意は、量子を中心としたスーパーコンピューティングによって定義される未来に向けた行程において記念碑的なマイルストーンとなります。
この取り組みにより、従来型のコンピューティング・リソースを使用して量子計算と量子通信を組み合わせるモジュール式で柔軟なアーキテクチャーの推進に向けて業界を前進させ、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します」と話している。