量子コンピューティングはどのようにして AI の「兄弟技術」になるのでしょうか?

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画像出典: Visual China

過ぎ去ったばかりの 2018 年を振り返って、「テクノロジー業界についてどう思いますか?」という質問にお答えください。すると、答えはこうなるはずです。AI を上から、IoT を下から、近い将来には 5G、長期的には量子コンピューティングを検討します。

私たちは皆、一年中起きていて、年末には家に帰って睡眠をとるので、ブロックチェーンの話題は今は脇に置いておきましょう。 2018 年はテクノロジー業界が低迷していると誰もが言っていたものの、量子コンピューティングにとっては間違いなく驚きに満ちた年であったことに注目すべきです。

人工知能が何らかの「兄弟技術」の助けを必要とするならば、量子コンピューティングは間違いなくその最良の友です。将来、AI と量子コンピューティングが出会うときも、間違いなく同じことが起こるでしょう。今日の AI がまだ花果山で軍隊を募集しているのであれば、量子コンピューティングはいつの日か AI に天国で大混乱を引き起こす機会を与えるかもしれません。

二つの花、二つの花

まず、AI と量子コンピューティングが連携できる理由を全体的に見てみましょう。

論理的に言えば、AI はコンピューティングの究極の目標を変え、従来のコンピューティングの仕組みを覆します。一方、量子コンピューティングはコンピューティングの原理を変え、従来のコンピューティングの源泉を覆します。最初と最後に位置する 2 つの概念は、計算科学の未来を想像する空間を構成します。そして、将来的にはこの 2 つが必然的に相互にサポートし合うようになることは間違いありません。複雑で強力な AI には膨大な計算能力が必要であり、従来のコンピューティングでは今日では想像もできないようなインテリジェントなエンティティをサポートできない場合は、量子コンピューティングがこのタスクを引き受ける必要があります。

学術委員の姚其志氏は、「量子コンピューティングと AI を組み合わせることができれば、自然界でも考えつかなかったことが可能になるかもしれない」と確信している。

自然の魔法をつかむ日がまだ遠いとしても、量子コンピューティングと AI の結合は 2018 年にすでに起こっています。たとえば、Google の人工知能量子チームは昨年、量子ニューラル ネットワーク モデルである QNN を提案しました。彼らは、このネットワークは量子コンピューティングを使用してニューラルネットワークの効率を向上させ、AIにおける量子超越性をより早く達成できると考えています。

量子コンピューティングにおけるAIの貢献も今年は大幅に増加しました。たとえば、量子ノイズとの戦いや量子コンピューティングのエラー率の計算では、多数のディープラーニングアルゴリズムが参加し始めています。

全体的に、将来、量子コンピューティングと AI が出会うことは、人類の歴史の流れを変える大きな出来事となるかもしれません。そして、この一年で、この出会いは少しずつ温かくなり始めました。

量子超越性を目指して突撃！

AIとの組み合わせは、昨年の量子コンピューティングの進歩における散発的な一章に過ぎませんでした。今年の主なテーマを構成したのは、インターネットおよびテクノロジー企業が量子関連株に多額の投資を行ったことであり、特に量子コンピューティングがかつて小さな頂点に達した今年前半に顕著でした。

IBMは昨年初め、「50量子ビットをサポートするコンピュータ」の開発を発表し、大規模量子コンピューティング計画IBM Qを発表した。国際的な量子コンピューティング研究を行うために、4大陸に地域センターを設立する計画です。

IBMの古くからのライバルであるインテルも昨年、49量子ビットのコンピューティングチップを量産したと発表し、そのチップが商業利用の準備ができていることを強調した。

2018年を振り返ると、業界トップのGoogleは、依然として量子コンピューティングの戦場で最も輝く星だ。

グーグルは昨年3月、「Bristlecone」と呼ばれるチップを発表し、このチップは72量子ビットの計算をサポートできると主張した。当時、Google の関連チームの責任者であるジョン・マルティニス氏は、ブリスルコーンはすでにあらゆる従来のコンピューティングを上回る量子コンピューティングをサポートできると提唱し、「量子超越性」は 1 年以内に達成されると信じていました。今年後半、グーグルはNASAと協力してNASAのスーパーコンピューターを使ってブリスルコーンの性能をテストし、量子超越性に挑戦するための最終調整を行うと発表した。

テクノロジー界の巨人たちの努力はすべて、人類の最強のスーパーコンピューターを凌駕する量子コンピューティングの挑戦を達成し、「量子超越性」を実現するという一つの目標に向けられている。

この道はこれからも続き、今年はさらに多くの量子ビットが征服されることになるかもしれない。もちろん、量子コンピューティングの絶対的な覇権が確立されるまでには、まだ長い道のりがあるかもしれない。

中国の量子コンピューティング産業は徐々に形を整えつつある

2018 年の量子コンピューティング業界におけるもう一つの注目すべき傾向は、中国の量子コンピューティング勢力の強力な存在感です。

もちろん、莫大な投資を必要とする量子コンピューティングは、依然として大手企業の遊び道具だ。2018年には、ファーウェイとBATが相次いで量子コンピューティング戦略を発表し、人材や科学研究などの支援分野にリソースを投入し始めた。

一番速く動いているのはアリです。 2017年の量子コンピューティング戦略の発表に続き、昨年5月、大茂科学院量子実験室の石耀雲氏のチームは、量子回路シミュレータ「Taizhang」の開発に成功したと発表しました。このシミュレータは、81ビット40層のランダム量子回路のシミュレーションに成功し、当時世界最高の量子コンピューティングシミュレータとなりました。

その後、百度とテンセントも量子コンピューティングの研究計画を発表し、関連する研究チームを発表し、量子コンピューティングのセキュリティなどの分野での商業化ルートを策定した。

ファーウェイは10月に、42量子ビット回路や数十万量子ビットの量子エラー訂正回路をシミュレートできる量子コンピューティングシミュレーターHiQを発表した。これにより、中国のテクノロジー大手は量子分野の取り組みをさらに一歩進めることになる。

さらに、中国科学院の潘建偉院士のチームは過去1年間に多くの新たな成果を示しており、Inspurなどのコンピューティング技術企業も量子コンピューティングへの投資を増やしている。量子コンピューティング計画の下、地方自治体は量子関連のスタートアップ企業を育成してきた。

量子研究基地や新たな量子コンピューティング研究所の設立により、中国の量子コンピューティング産業は2018年に徐々に明確で立体的な産業構造を発展させてきました。

これは中国勢にとって二度と見逃せない試合だ。次のステップは中国ブランドの量子コンピュータかもしれない。

「量子資源」を奪取するための新たな技術競争

過去 1 年間の量子コンピューティング関連のもう 1 つのトレンドは、政治および経済情勢と密接に結びついています。

量子コンピューティングは今日のコンピューティング リソースの無限の拡張と見なすことができ、このリソース進化の可能性は明らかに国家および地域の経済にとって戦略的であるということは、私たち全員が知っています。量子コンピューティングがますます成熟するにつれて、量子レイアウト、さらには国家レベルでの競争もますます激しくなり始めています。

12月、米国議会は量子コンピューティングにおける米国の主導的地位を強化することを目的とした法案の可決を発表し、トランプ大統領はこれに署名して法律として成立させる予定だ。この法案には、国家的な量子コンピューティングプロジェクトの構築や量子コンピューティング技術の漏洩防止など、多くの側面が含まれています。アメリカのテクノロジーメディアは、この法案により、国際貿易情勢の文脈において量子コンピューティングの開発が米国の最重要課題となる可能性が高いと一致。

過去2年間、量子コンピューティングの計画に対する米国政府の直接的な関与はますます強まっている。関連技術の輸出禁止水準も大幅に上昇した。新たな技術競争が米国によって開始されたことは明らかだ。

このような背景から、中国、欧州連合、英国、カナダ、日本はいずれも2018年に量子コンピューティングに多額の投資を開始しました。 2019 年までに、量子コンピューティングはより競争的になり、さらに敵対的になると予想されます。しかし、基礎技術が成熟し始めると、国際情勢下では、これは避けられない結果となるかもしれません。

別の視点から見ると、量子コンピューティングにおける国際的な科学研究協力もこの1年で強化されました。例えば、8月には、中国の科学研究チームが参加した国際量子コンピューティングプロジェクトが、シリコンフォトニック集積技術を用いた汎用光量子コンピューティングチップを開発したとメディアが報じた。これは、光量子コンピューターの大規模実用化を推進する上で重要な一歩であった。

2018年、AIの待望の良き友人である量子コンピューティングが、未来への道を明確に示しました。さらに、この異例の名前は、舞台に登場した途端、大きな騒ぎを引き起こしました。 2019 年には量子コンピューティングがさらに進歩し、衝撃的なニュースも生まれるだろうと信じる理由があります。しかし、結局のところ、量子コンピューティングは長期的な技術としては依然として比較的楽観的なものです。

山は遠く、道は長いですが、お会いできて光栄です。