日本のスーパーコンピュータ「Fugaku（富岳）」は、量子コンピュータ「Reimei（黎明）」の導入により優位性を獲得しました。
日本のエンジニアが世界初のハイブリッド量子スーパーコンピューターのスイッチを入れました。
20量子ビットの量子コンピュータ「Reimei（黎明）」は、世界第6位のスーパーコンピュータ「Fugaku（富岳）」に統合されました。このハイブリッド・プラットフォームは、従来のスーパーコンピュータでは処理に非常に長い時間を要する計算にも対応します。
東京近郊の埼玉にある理化学研究所に設置されたこのマシンは、理化学研究所とReimeiのメーカーであるQuantinuumの代表者による共同声明によると、主に物理と化学の研究に使用される予定です。
量子コンピューターは、いつの日か従来のコンピューターを追い越す可能性があり、現在の最も強力なコンピューターでは数百万年かかる計算を数分または数秒で完了できる可能性があります。しかし、量子コンピュータが十分に大型で信頼性のあるものになるまでは、科学者たちは、その能力をスーパーコンピュータに統合することが暫定的な解決策になり得ると述べています。
Reimeiは、超伝導量子ビットを使用する一般的な量子コンピュータとは異なり、トラップイオン量子ビットを使用しています。これは、電磁場（イオントラップとして知られる）で荷電原子、すなわちイオンを分離し、レーザーを使用してその量子状態を正確に制御することを意味します。
これにより、科学者たちはイオンを操作し、量子情報を保存・処理する量子ビットとして使用できるようになります。 閉じ込められたイオン量子ビットは、量子ビット間の接続をより多く可能にし、コヒーレンス時間を長くします。一方、超伝導量子ビットはゲート接続が高速で、チップ上での製造が容易です。
理研の代表者は、量子コンピューターの統合にQuintinuumの製品を導入した理由について、物理的に量子ビットを移動させる独自のアーキテクチャを備えているからだと述べています。この「イオンシャトル」プロセスにより、量子ビットを必要に応じて回路内で移動させることが可能になり、より複雑なアルゴリズムに対応できるようになります。
エラー訂正システム
キュービットは本質的に「ノイズが多い」ため、量子コンピュータを効果的に拡張するために、科学者たちはキュービットの忠実度を高めるエラー修正技術の開発に取り組んでいます。
Reimeiでは、物理的なイオン・キュービットをグループ化して「論理キュービット」を作成しています。これは、同じ情報を複数の場所に保存する物理キュービットのセットを意味します。論理キュービットは、キュービット・エラーの削減という目標を達成するための重要な手段です。情報を異なる場所に分散させることで障害発生箇所が分散され、キュービットの故障が実行中の計算を中断させることがなくなるからです。
Quaintinuumは以前、エラー率が物理キュービットの800分の1という論理キュービットの作成で画期的な成果を達成し、これを量子コンピューティングプロセッサに統合しました。
Reimei-Fugaku（黎明-富岳）は、完全に稼働する統合型ハイブリッド・システムとしては初めてのものですが、他の企業も以前に同様のシステムを試験的に導入しています。2024年6月には、IQMがドイツのガルヒングにあるスーパーコンピューター「SuperMUC-NG」に20量子ビットの量子プロセッサーを統合しました。
しかし、そのシステムはまだテスト段階にあり、完全稼働の時期は確定していません。10月には、IQMの代表者が、2025年後半に54量子ビットのシステムをスーパーコンピューターに統合し、2026年には150量子ビットのチップを追加すると発表しました。
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