IBMと理化学研究所(理研)は6月24日、理研計算科学研究センター(神戸市)で米国外およびIBM Quantumデータセンター以外に初めて展開される量子コンピュータ「IBM Quantum System Two」を披露した。今回のIBM Quantum System Twoの設置は、経済産業省所管の新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が委託する「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」プロジェクトの一環として実施した。

  • 「IBM Quantum System Two」の外観

    「IBM Quantum System Two」の外観

「量子を中心としたスーパーコンピューティング」の実証場を形成

理研に設置されたIBM Quantum System Twoは、高性能な量子プロセッサである156量子ビットのIBM Quantum Heronプロセッサを搭載。100量子ビットの階層化回路における2量子ビットのエラー率で測定したIBM Quantum Heronの品質は、3x10-3(一番良い2量子ビットのエラーは1x10-3)で、前世代である127量子ビットのIBM Quantum Eagleプロセッサの10倍。IBM Quantum Heronの速度は、25万CLOPS(1秒当たりの回路層操作数)でEagleよりも過去1年間で10倍以上向上したことを反映している。

このような品質・速度の指標から、156量子ビット規模においてIBM Quantum Heronは世界で最も高性能な量子プロセッサだという。IBM Quantum Heronは古典コンピュータによる総当たりシミュレーションを超える量子回路を動作させることが可能であり、富岳との接続で理研の研究チームは量子を中心としたスーパーコンピューティングアプローチを用いて、基礎化学問題などの高度なアルゴリズムの研究を推進できるようになるとのこと。

IBM Quantum System Twoは、HPC(ハイパフォーマンスコンピューティング)センターである理研計算科学研究センター(R-CCS)内の、富岳が設置されている同じ建物内に設置されている。

これらのコンピュータは、高速ネットワークを介して接続され、「量子を中心としたスーパーコンピューティング」の実証場を形成。基礎レベルでの統合により、理研とIBMの研究者は、並列化されたワークロード、低遅延な古典・量子通信プロトコル、高度なコンパイルパスとライブラリを開発できるようになるという。

量子システムと古典システムは最終的に異なる計算の強みを提供するため、各パラダイムがそれぞれに最適なアルゴリズムの各パートをシームレスに実行できるようになるとのこと。