Qcloud: 量子コンピューティングの Raspberry Pi

量子コンピューティングは主に研究室に限定されてきましたが、現在では愛好家であれば誰でもブラウザから量子チップの実験を実行できるようになりました。

ブリストル大学の研究者らは、Raspberry Pi に例えた教育プロジェクトで、低容量の 2 量子ビット量子チップへのウェブ経由での一般アクセスを提供する「Qcloud」を作成しました。

同プロジェクトの副ディレクター、マーク・トンプソン博士は、標準的なPCにはソフトウェアエコシステムが存在するが、量子コンピューティングには同等のものはないと述べた。

私たちは人々がハードウェアにアクセスして、それがどのように機能するかを確認し、基本を理解し始めることができるようにしています。

「私たちは量子ハードウェアの専門家であり、Intel マイクロプロセッサと同等のものを作っています」と彼は PC Pro に語った。 「しかし、コンピュータアーキテクトの人、ソフトウェアの人、OSの人、アプリの人など、私たちが関わり始めたい人はたくさんいます。」

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「本物のハードウェア」が登場するときには、それを利用する準備ができている量子ソフトウェアの専門家がすでに何世代にもわたって存在している、という考えです。

量子コーダーの呼び出し

ブリストルの研究者たちは、初心者が量子コンピューティングの基礎を理解できるように、チュートリアルと Qcloud シミュレーターをまとめました。チュートリアルはAレベルの科学学生を念頭に置いて書かれているが、興味のある人は誰でも登録して実験のアイデアを提出できるとトンプソン氏は述べた。

従来のシリコンとは異なり、量子チップは量子ビット、つまり量子ビットで情報を処理します。標準ビットは常に 1 または 0 としてコード化する必要がありますが、量子ビットは同時にどちらかまたは両方をコード化することができます。

量子ビットは同時に複数の状態に存在できるため、問題に対する複数の解を同時に生成することもでき、クエリの解決がはるかに速くなります。

トンプソン氏も認めるように、ブリストルの 2 量子ビット チップは「おもちゃのプロセッサ」にすぎませんが、Raspberry Pi と同様に、より複雑なマシンがまだ存在していなくても、スケールダウンして簡素化できます。

「非常によく似ています」と彼は PC Pro に語った。 「コンピューターは複雑になっていますが、Raspberry Pi はそれを単純化して人々が再び理解できるようにしようとしています。

「これは量子 Raspberry Pi に少し似ています。私たちは人々がハードウェアにアクセスして、それがどのように機能するかを確認し、基本を理解し始めることができるようにしています。」と彼は付け加えました。 「しかし明らかに、完全に汎用的な量子コンピューターはまだ存在しません。」

チームは第一世代の量子いじり家たちにクラックをしてもらいたいと考えていますが、そのプロセスは独学で Python を学ぶほど簡単ではありません。

「量子力学は完全に直観に反しています」と博士課程の学生アレックス・ネビルは言う。 「私たちは日常生活でこのような量子効果を見ることはなく、それに慣れていません。しかし、これらの効果を示す実際のデバイスに人々がアクセスできるようにすれば、このレベルで何が起こっているのかをよりよく理解できるようになるでしょう。」

安全な通信と迅速な薬物検査

トンプソン氏によると、量子コンピューティングは、安全な通信、シミュレーター、量子センサー、コンピューティングという 4 つの主要分野に影響を及ぼします。

同氏によれば、最初の 2 つは市場に最も近いものであり、すでに数社が量子コンピューティング手法を使用して完全に安全なモバイル通信を提供しているという。

2 番目の量子シミュレーションは、通常のコンピューターでは複雑すぎる問題を再現することを単に意味します。それが可能な速度は、エネルギー、生物学、医学に影響を及ぼします。たとえば、タンパク質分子をシミュレートして医薬品検査を高速化することができます。

「量子シミュレータが有用なシミュレーションを実行できるようになるのは、おそらく 5 年先でしょう」とトンプソン氏は述べています。

同氏によると、本格的な量子コンピューターの完成は最大20年先だが、同氏のチームはより強力な6量子ビットと8量子ビットのチップの開発に取り組んでおり、それらはQcloudで利用可能になる予定だという。

Qcloud は現在登録を受け付けていますが、実験の提出は 9 月 20 日まで受け付けられません。