グーグル「シカモア」、中国「九章」 量子コンピューターの最前線を追う

「九章」を開発した中国科学技術大学の潘建偉　DICKSON LEE-SOUTH CHINA MORNING POST/GETTY IMAGES

「10年で実現したら驚き」

グーグルもUSTCも、アーロンソンのアプローチを採用した。特に潘建偉らが開発した「九章」は、ボソン（ボース粒子）の一種である光子を量子ビットとして使用する「ボソン・サンプリング」専用マシンだ。

彼らは光子のレーザービームを鏡やその他の障害物のコースに送り、あちこちに跳ね返らせた。

実験の目的はさまざまなタスクを実行可能な汎用コンピューターを作ることではない。ただ1つのタスク――光子が障害物コースを移動するときにどう振る舞うかを、光子で作られたコンピューターで演算することだった。

USTCの実験が、このような同語反復的な説明では捉え切れない成果を上げたのは確かだ。彼らは光子を制御できること、それを演算に利用できることを実証した。

それでも量子技術者の間には、このような限定的目的のために作られた「九章」に批判的な意見もある。古典コンピューターでも同じ結果が妥当な時間で得られることを示そうとしている技術者もいる。

「USTCグループが量子超越性を達成したのかどうか、どのような意味で達成したのか、議論はしばらく続きそうだ」と、アーロンソンは指摘した。

IBMの量子コンピューター　MISHA FRIEDMAN/GETTY IMAGES

グーグルの「シカモア」も大きなニュースになったが、やはり技術者の間では批判の声が出ている。独自の量子コンピューターを開発しているIBMの技術者は、スーパーコンピューターに膨大な量のメモリを搭載すれば、理論的には「シカモア」と同様の演算が可能だと主張した。

IBMリサーチの副所長で数学者のロバート・スートルはこう批判する。「『われわれはたった2秒でできたが、出来損ないのスーパーコンピューターなら1万年はかかるだろう』と、彼らは言った。なぜスーパーコンピューターの機能の一部を使わないでおいて、自分たちは素晴らしいと主張するのか」

多くの技術者は量子超越性の実証を、重要な成果というより1つの通過点と考えている。「シカモア」と「九章」は印象的な結果を出したが、実用には程遠い。

「量子超越性が完全に達成されたとは思わない」と、アーロンソンは言う。「まだ問題がいくつかある。（だが）その答えは簡単に見つけられるだろう」

量子コンピューターで興味深いことを実行するためには、マシンにエラー訂正機能を持たせ、量子ビットの集積度を飛躍的に向上させなくてはならない。このテクノロジーがまず実用化されるのは、量子化学シミュレーションなどの領域だろう（もしそれが実現すれば、新薬開発への恩恵は計り知れない）。

「量子コンピューターが進化する過程で、やがてショアのアルゴリズムで暗号を破れる時が来るだろうが」と、アーロンソンは言う。「万一、向こう10年の間に実現するとすれば、驚きだ」

「シカモア」のデモを行った後、マーティニスはグーグルを去った。古い知人であるミシェル・シモンズがシドニーに設立した新興企業シリコン・クオンタム・コンピューティングに移籍したのだ。

同社は、シリコンとリンで量子ビットを作ろうとしている。シモンズによると、これらの材料を用いれば、ほかの材料を用いるよりも概して安定性が高く、エラー訂正の必要性が小さくなると期待される。

その上、これまでより高温の環境でも量子ビットを動作させられるので、IBMやグーグルのような超低温の環境をつくらずに済む。