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Googleの量子コンピューターが世界最速のスパコンを大きく超える。47年かかる計算を数秒で処理

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(著) (編集)

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 Googleが開発を進める量子プロセッサ「Sycamore(シカモア)」の最新バージョンは、世界最高のスーパーコンピューターより”47年”速いそうだ。

 つまりは1秒間に100京回の演算を行える超高速なスパコンが47年かかる計算を、ほんの数秒で完了できるのだ。

 これまで量子コンピューターは、量子ゆえに存在する「量子雑音」の対処に苦しんできた。

 しかし最新の量子コンピューターでは量子雑音に対処する方法が採用され、従来のコンピューターを圧倒的に凌駕することに成功した。

 つまりは「量子超越性に到達した」と考えられるそうだ。

Googleが開発を進める量子プロセッサ「Sycamore(シカモア)」

 量子コンピューターとは、、量子情報の最小単位である量子ビット(キュービット)」という情報をあつかえるコンピューターのことだ。

 私たちが普段使っている古典的なコンピューターの計算は、すべて「0」と「1」で行われており、古典ビットとも呼ばれている。

 一方、量子コンピューターは0と1のほかに、”同時”に0と1である状態を扱うことができる(量子力学でいう”重ね合わせ”という奇妙な現象を利用したものだ)。

 これが量子ビットと呼ばれる情報で、古典的コンピューターに比べて量子コンピューターが圧倒的に多くの情報をあつかえるとされる所以だ。

 Googleが開発する量子プロセッサ「Sycamore(シカモア)」の第二世代では、この量子ビットが70個搭載されている。

 開発チームがその性能を確かめてみたところ、「古典的コンピューターを凌駕する量子演算の領域」を見せつけるものだったという。

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image credit:Google Quantum AI

世界最高のスパコンより”47年”速い

 現時点で世界最高のスーパーコンピューターは、アメリカのオークリッジ国立研究所が開発した世界初のエクサスケール・マシン「フロンティア」だ。

 エクサスケールとはどう言うことか? それはたった1秒で1,000,000,000,000,000,000回(100京回)もの演算を行えるということ。

 もはや想像不能な超高速演算を行えるフロンティアだが、仮にこのスパコンですら47.2年かかる計算があったとしよう。

 それがどれほどの計算量なのか見当もつかないが、今回のベンチマークテストによるならば、シカモアはそれをほんの数秒で行うことができるという。

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image credit:Google Quantum AI

ついに量子超越性に到達か?

 古典的コンピューターを圧倒的に凌駕する量子コンピューターの性能のことを「量子超越性」という。

 Googleは2019年、53量子ビットを持つ第一世代「シカモア」で、量子超越性を達成したと主張した。それによるなら、当時世界最高のスパコンで1万年かかる計算を、シカモアは200秒で完了できたという。

 ところがこのGoogleの主張に対して、IBMはアルゴリズムを改良しさえすれば、同じスパコンでも2.5日で完了できると反論している。

 それどころか、今回比較対象とされたフロンティアなら、同じ計算を6.18秒で終えることができる。

 こうしたことから、量子コンピューターが量子超越性を達成したかどうかの真偽を問う議論が交わされるところだ。

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image credit:Google Quantum AI

量子雑音に対処する新しい方法が採用される

 じつは量子コンピューターは、「量子雑音」という大きな課題を抱えている。

 量子ビットは非常にデリケートで、外部からの影響を受けて予期しない結果が出ることがある。このせいで圧倒的な演算スピードがありながら、それをフルに発揮することが難しいのだ。

 今回の研究では、この量子雑音に対処する新しい方法が採用されたという。

 それは「ランダム回路サンプリング(random circuit sampling)」と呼ばれるもので、重要な動作の速度を最大化し、量子雑音によって計算が台無しにされるリスクを減らすことができる。

 その結果が、フロンティアより47年速いという異次元の演算性能だった。

 はたして量子コンピューターはついに量子超越性に到達したのか? 少なくとも英国の量子企業Riverlane社の専門家は、「量子超越性に到達したのかどうかという議論に決着がついた」と語っている。

 現在、この研究の査読前論文を『arXiv』(2023年4月21日投稿)で閲覧できる。

References:Discover the Quantum AI campus | Google Quantum AI / Unveiling our new Quantum AI campus / Google Quantum Computer Is ’47 Years’ Faster Than #1 Supercomputer / written by hiroching / edited by / parumo

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この記事へのコメント 61件

コメントを書く

  1. あと30年以内に、この処理には量子半導体が必要になります。
    とかなるんだろうか

    • +3
  2. 量子コンは性質上まだ全然伸びるのよなぁ、恐ろしい
    既存の物を段飛ばす性能、扱えれば色んな物が躍進する
    生きてる内に面白い物が見れそうだ、出来れば良い形で見たい

    • +12
  3. コンピューター関係はわれわれは、ただ海外の新技術をこうやって聞くだけだな。
    どうしてこうなった。

    • -7
    1. >>3
      森がイット革命といった時点でやばいなと思ったけど
      ここまで落ちぶれるとは思わなかったな。

      • -2
    2. >>3
      日本だって企業や大学でそれなりに成果出してるし、ちゃんとニュースにもなってるでしょ
      アメリカや中国は流石に金を掛けまくってるからむしろ成果が出てないとマズいくらいだが、日本は少なくとも欧州諸国と同じ位には技術レベルを高めている

      日本ガー終わりダーみたいにネガティヴマインド振り撒きながら嘆いて終わりにしないで、少しはエールを送りながら見守る位にすべきじゃないの?

      • +4
    3. >>3
      日本の研究環境じゃ、そもそも量子コンピューターを作製する金も、出来たとして維持する金も無いからな……。
      しかも海外だと企業が率先して資金出したりしてるから…。

      • 評価
    4. >>3
      以前にここで似たようなレスをしたら、えらい叩かれたわ
      ひどいわみんな

      • -5
  4. 量子コンピューター上に現実世界のコピーを作るシナリオ

    • +1
      1. >>11
        コピーの情報量がオリジナルを凌駕したら、コピーがオリジナルを侵食するってやつだな
        情報とエネルギーの等価性からすると、フィクションと笑っていられなくなるかもな

        • 評価
    1. >>4
      量子もつれの影響で、コピーされた仮想空間上の出来事が現実世界にもフィードバックしてしまう社会問題が多発しそう

      • 評価
  5. IBMがスパコン派みたいな感じに取れる書き方してるけどIBMは400量子ビット以上の量子コンピュータ既に商用化してるよね

    • +3
  6. これからはこういう大型の量子コンピュータをクラウド上で「借りる」のがメインストリームになるって言われてるね。
    流石に半導体みたいに普及したりはしないし、しても市井の人間に使い道はないけど、創薬とかメタマテリアルとかの分野で人類文明は大きく飛躍するかもね。

    • +11
  7. 量子コンピュータの計算能力が実用化されればデジタル暗号は全て意味を成さなくなる。ブロックチェーンも改竄し放題なので仮想通貨が真っ先に消える

    • +4
    1. >>7
      量子コンピュータに対応するアルゴリズムにアップデートすれば済む話

      • +4
  8. ハードウェアの進化に対してプログラム組む人間の頭が追いついてなくね?

    • +1
    1. >>8
      全く新しいコンピューターなので、まだプログラミング技術が成熟していないみたいだけれどそれでいてこの速度は凄い

      • +2
    2. >>8
      国産スパコン京の土台となった提言書では
      「スパコンを国産できる技術力の継続化+扱うプログラマ養成がセットで必要」
      だったのが
      何故かスパコン世界一作るのみが残ったという不思議。

      • 評価
  9. いま生まれたくらいの子たちは現代とは比べ物にならないようなハイテクノロジーな世界を見れるんだろうな。羨ましい。

    • +5
    1. それができる人材はそのころいるのかね

      • 評価
  10. クラゲみたいな見た目だな~。
    吊り下げてあるんだろうか。

    • +2
  11. 量子コンピュータができたらこうなるぞ。と言われてたことが一部だろうけどできるようになったのか

    • +2
  12. 凄すぎてそれで何ができるのかもわからない。

    • +8
  13. >世界最高のスーパーコンピューターより”47年”速いそうだ

    〇〇倍速いと書いてくれた方がわかりやすいな。
    これだと今のスパコンで1000年かかる計算は
    953年かかってしまうように見える。

    • -7
    1. >>15
      47年かかる計算を数秒ってあるから、2秒として計算すると。
      約741,096,000倍早いぞ

      • +3
  14. とりあえず眉唾だなぁ
    但し汎用性なしとか、但しプログラムは配線でとか、但し大型化不能とか、但しセットアップに時間かかりますとかあるんじゃないの

    • +1
    1. >>16
      まあ、そう言う取り回しの悪い所は、開発初期段階ではしゃーない。
      記事で言う古典PCだって、元はリレーの並んだ超巨大な装置だった訳だし。
      そう言う意味では1940年の一部屋占領する装置が、60年で昔のブラウン管ピーガガPCになり、そこから20年ではデザインがあまり変わらず、性能の上昇にシフトした訳だから、量子コンピューターも近い内に今のPCと同じ様な立場になるかもよ?
      この目で見れそうに無いのが、めちゃくちゃ残念だ。

      • +3
    2. >>16
      プログラムを配線でとか初期のコンピュータではないにしろ
      広く普及している複雑な処理が実行可能なノイマン型コンピュータとは異なり
      単純な処理のプログラムしか実行できないのが短所

      • 評価
  15. 量子コンピュータがスパコンを超えるのは自明。
    スパコンで1位、2位とか競ってたのがあほらしくなる

    • -11
    1. >>20
      量子コンピュータ=スパコンやないの?

      • -5
      1. >>22
        そうだよ。ハードの構造が違うだけ

        >>29
        実際日本は量子コンピュータ系の研究でも結構実績上げているし、技術水準も高いけど
        やはり大手企業が宣伝のためにやるこの手の話の方が注目を浴びてしまうのよね

        • +2
  16. 量子コンピュータにAIの演算処理を任せるとどうなる?

    • 評価
  17. 100年後はみんな量子スマホとか使ってるのかな

    • +1
  18. 量子コンピュータって実現されるとその性能をどこから生み出してるのかが不明だから絶対に実現できないみたいな事言われてなかったっけ?まぁ今のPCなんかも100年前じゃ不可能だと思われてたような代物なんだろうけど。

    • 評価
  19. いつか未来では量子スマホとか出るんだろうか。
    しかし量子コンピューターってなんであんな変な形なんだ?

    • 評価
  20. 量子コンピュータって上から吊ってるのはなんで?
    床置きではダメなんだろうか。詳しいひと教えて

    • 評価
    1. >>30
      本体のチップはキンキンに冷やさないとならない
      でっかいシャンデリアは全部冷却器で、その一番下にチップが付いてる
      冷媒はしたに流れるからシャンデリアの底にチップを付けるわけだけど、そうすると浮かせた方がチップにアクセスしやすいんだろうな
      と言う予想

      • +4
  21. >当時世界最高のスパコンで1万年かかる計算を、シカモアは200秒で完了できたという。
    > ところがこのGoogleの主張に対して、IBMはアルゴリズムを改良しさえすれば、同じスパコンでも2.5日で完了できると反論している。

    2.5日を1万年なんて異常な過大評価するから、こういう技術情報は信用が無いね

    • -4
  22. >こうしたことから、量子コンピューターが量子超越性を達成したかどうかの真偽を問う議論が交わされるところだ

    議論するより先に、同じ問題を計算してみれば明らかなのでは

    • -1
    1. >>36
      でもその計算が合ってるかどうかすぐに確かめる術がないよねwwwよくアナログな会社のネタで、Excelで出た答えを計算機で検算するっての見るけど・・・今回の場合はその検算に47年かかるってコト・・・!?

      • 評価
  23. 量子コンピュータが得意な計算に絞っても差が出てないってことやろ?ニュースバリューあるのか?

    • 評価
  24. スパコンと量子コンピュータは得意なことが違うから単純には比較できないとかきいたな。

    • 評価
  25. もうずっと前から言われてた事が実現したって話ですけどね。これ。
    量子コンピューターって昨日や一昨日に現れたもんじゃないっすよ。
    既存のスパコンなんかは、もう数年後に量子コンピューターが当たり前になるかもしれないのに、今このタイミングで大金注ぎ込んで世界1取ってどうするんだとか批判されたものだってある。

    • 評価
  26. ふーむ、整合性の確認に余計な力が掛かってるってとこか。
    一体どこまで正しいのかな?

    • -2
  27. スパコンが出来てから47年も経ったか?あと、それだけ掛かる問題ってどんな問題?

    • -7
  28. そんなに早くたくさん計算しなきゃダメなのかな。
    AIや量子コンピュータがこのまま進歩していったら、ヒトはついていけないんじゃない?
    これだけのものに莫大なお金をかけて時間をさいて、ホントにこれからの人類に必要なのかどうか、ちょっと立ち止まって考えた方がいい気がする。

    一休さんも言ってる。

    慌てない慌てない、一休み一休み。

    • -5
  29. 楽しみだなぁ
    俺がジジイになるまでには実用化頼む

    • 評価
  30. 今はトランジスタで数値と計算式を表現しているのに対して、量子コンピュータは量子をもつれさせて欲しい値を得るって物理的には何をやってるの?詳しい人の解説が聞きたい。

    • 評価
  31. まあ、量子コンピューターは得意な問題はササッと解けるけど、
    むしろ普通の足し算とか掛け算とかはほとんどできないんですけどね。
    超頑張れば単純な計算もできなくもないけど、別に速くはないし。
    ソロバンしかない中に計算尺がもたらされたようなもの。

    普通の計算は普通の計算機でやらにゃどうにもならんから、スパコンは今後も普通に使うよ。

    • +1
  32. こういうのって独自OSつかってんの?
    まあ目的のことしか出来ないやつだろうけど

    • 評価
    1. >>60
      この記事の量子コンピューターは Google製みたいだから、Android か ChromeOS じゃないかな?

      • 評価
  33. とりあえず円周率割り切れる所まで計算してくれ。

    • 評価
  34. あとはプライバシーだな。暗号死ぬから。
    科学を押さえつけていたのが宗教だったという時代からプライバシーの時代になる。
    未来では、プライバシーという宗教が科学を阻害していたと歴史で教える、かも。

    • 評価

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