量子ハードウェア企業 7 社が、一連の量子テストベッドを構築する数百万ポンドの契約を獲得しました。 国立量子計算センター 2025年XNUMX月までに
英国の 国立量子コンピューティングセンター (NQCC) は、30 年 2025 月までに、さまざまなハードウェア テクノロジに基づく XNUMX つの量子コンピューティング テストベッドを確立するために XNUMX 万ポンドを投資しています。システム レベルのプロトタイプはすべて、オックスフォードシャーのハーウェル キャンパスにある NQCC の施設で量子ハードウェア企業によって構築され、英国内の量子コンピューティング機能とインフラストラクチャの開発を加速するという NQCC の使命をサポートする最先端のテクノロジー プラットフォーム。
これらの量子テストベッドを確立する際に、NQCC はさまざまなハードウェア ソリューションの機能を紹介、実証、評価することを目的としています。量子コンピューターは、古典的なマシンでは到達できない問題に取り組むことで私たちの生活を変えることを約束していますが、より複雑な計算タスクを実行できるスケーラブルな量子プロセッサーの開発の妨げとなる重大な課題を特定し、克服するにはさらなる作業が必要です。
さまざまな量子ビット プラットフォームにわたる複数のテストベッドをホストすることで、私たちの目的は、英国の量子コンピューティング分野の成長をサポートし、長期的に量子の優位性を実証するというマイルストーンに到達することです。
サイモン・プラント氏、NQCC イノベーション担当副ディレクター
その結果、このイニシアチブを通じて資金提供された 24 つのプロジェクトは、フォールトトレラントな量子コンピューティングへの道を提供する可能性のある幅広い量子ビット アーキテクチャを反映しています。たとえば、Rigetti は XNUMX 個の超伝導量子ビットを備えたテストベッドを構築し、Oxford Ionics は元々オックスフォード大学で開発された技術に基づくトラップイオンプラットフォームを実証します。 QuEra と Infleqtion (旧 ColdQuanta) に授与された XNUMX つのプロジェクトでは、中性原子に基づいてハードウェア システムを組み立てる一方、ORCA Computing と Aegiq はフォトニクス ベースの量子コンピューティングに異なるアプローチを採用します。一方、XNUMX 番目のプロジェクトでは、Quantum Motion がシリコンチップ アーキテクチャ内でスピン量子ビットを利用するデモンストレーション プラットフォームを作成します。
時間に追われて
いずれの場合も、ハードウェア開発者は、わずか 15 か月のスプリント期間内に完全に機能するシステムを構築するという課題に直面しています。このような積極的なタイムスケールでは、各プロジェクトの主な焦点は、テストされて動作準備が整った新しいマシンを構築および設置し、量子アルゴリズムまたはアナログ量子プロセスを実行できる安定した十分に特性が評価された開発システムを提供することになります。一方、このイニシアチブを通じて提供される研究開発資金により、企業はハードウェア プラットフォームの機能を前進させる新しいイノベーションを組み込むことも可能になります。
「さまざまな量子ビット プラットフォームにわたって複数のテストベッドをホストすることで、英国の量子コンピューティング セクターの成長をサポートし、長期的に量子の優位性を実証するというマイルストーンに到達することが私たちの目的です」と NQCC イノベーション担当副ディレクターのサイモン プラント氏は述べています。 。 「コミュニティからの反応の強さは、量子コンピューターを構築、テスト、運用するために人々が集まる場所を提供するという、私たちが NQCC に対して抱いていた当初のビジョンの正当性を証明しています。」
Small Business Research Initiative (SBRI) の下で Innovate UK と提携して実施された当初の提案募集では、企業が英国内のどこにでもシステムを構築できる柔軟性が提供されていましたが、落札企業のすべてがテストベッドの設置を選択しました。ハーウェルキャンパスにあるNQCCの施設内。プロジェクト作業のほとんどが英国で行われているため、このプログラムのもう 1 つの重要な成果は、さまざまな量子技術の現地サプライ チェーンを強化し、各ハードウェア プラットフォームを英国内でさらに開発、製造できるようにすることです。
コミュニティの力
初期構築段階では、システムの設置と試運転中に、プロジェクトは自己完結型の契約として実行されます。米国企業の Rigetti、QuEra、Infleqtion など、海外に本社を置く企業にとって、英国内にワーキングマシンを設立することは、英国の活気に満ちた量子コミュニティとより密接に関わり、現地の専門知識にアクセスし、将来の業界とのコラボレーションへの扉を開く貴重な機会となります。オンショアデータセキュリティに関してより厳しい要件がある。
実際、NQCC は多くの点で、量子ハードウェア企業 7 社が開発中の初期段階の量子マシンにとって貴重な最初の顧客として機能します。 「私たちは、ハードウェア企業が成長し、繁栄できる環境を作ろうとしています」と、NQCC の主任研究員でエディンバラ大学量子ソフトウェア研究所所長のエルハム・カシェフィ氏は言います。 「NQCC は、初期段階のハードウェア プラットフォームを委託し、参加を希望するすべての組織の知的財産保護を保証する協力的な環境を構築するというユニークな立場にあります。」
量子ハードウェア企業は多くの場合、自社のハードウェア プラットフォームを構築するためにほぼ単独で取り組んできましたが、今回の資金募集への強い関心は、これらの営利組織が国立研究所の安全で信頼できる環境内に自社のシステムを設置する利点を認識できることを示唆しています。 「この分野の最近の開発から、量子開発者はフォールトトレランスに向けた経路上の基礎となる量子ビットアーキテクチャを理解して最適化することで、よりスケーラブルなソリューションを設計できることがわかっています」とプラント氏は言います。 「テストベッドの取り組みは、一部のシステムにエラー修正を組み込むなど、この目標に向けてさらなるイノベーションを促進するのに役立ちます。これは、技術プロバイダーの集団にとって、NQCC と協力してさまざまなアプローチを試し、これらのイノベーションがどのように計算パフォーマンスの向上につながるかを理解する機会となります。」
さまざまな量子ビット アーキテクチャの確立には初期の成功がありましたが、現在は誰もがテクノロジーのスケールアップに取り組む中で同じ課題に直面しています。
Elham Kashefi 氏、NQCC の主任研究員、エディンバラ大学量子ソフトウェア研究所所長
納品後、NQCC は各テストベッドのパフォーマンスをテストおよび評価します。これにより、ハードウェア開発とソフトウェア開発の両方に及ぶ将来の共同プロジェクトへの道が開かれる可能性があります。実際、NQCC はすでに学界、産業界、政府の組織と連携して、新興量子コンピューターのユースケースを開発し、この革新的なテクノロジーの開発と導入を加速するために克服する必要があるボトルネックを特定しています。
「私たちは、SparQ プログラムを通じて、特定のユースケースやビジネス モデルにおける量子コンピューティングのメリットを熱心に探求する量子スーパーユーザーのグループを作りました」と Plant 氏はコメントしています。 「私たちの目的は、NQCC や量子ソフトウェア ラボなどの早期導入者と、これらの量子テストベッドを構築するハードウェア開発者との間でコラボレーションを生み出すことです。」
さまざまな問題に対するさまざまなアプローチ
こうした将来のコラボレーションにおける重要な焦点の 1 つは、さまざまなハードウェア アプローチの独自の機能を理解することであり、これは、従来のマシンに比べて明らかなパフォーマンス上の利点を提供できるフルスタック量子コンピューターを構築するための新しい戦略を見つけるのに役立ちます。 「さまざまな量子ビット アーキテクチャの確立には初期の成功がありましたが、現在は誰もがテクノロジーのスケールアップに取り組む中で同じ課題に直面しています」と Kashefi 氏は説明します。 「これらのデバイスを詳細に理解することで、私のようなソフトウェア専門家がハードウェアの制約を考慮できるようになり、ハードウェア開発者が最新のエラー修正コードをサポートしたり、特定のアルゴリズムを実行したりするための最適な接続を特定できるようになります。」
テストベッドの利用可能性は、特に各ハードウェア プラットフォームのパフォーマンスを評価するためにどの指標を使用すべきかを理解するために、量子コンピューターのパフォーマンスをテストおよび検証するための方法論を開発する継続的な取り組みのための実験フレームワークも提供します。実際、NQCC はすでに国立物理研究所と協力して、英国全土の量子標準ネットワークを構築するパイロット計画に取り組んでいます。これには、さまざまな量子技術に対する独立したテストおよび評価プロトコルの開発が必要です。
一方、アプリケーション レベルでは、異なるハードウェア アーキテクチャ上で量子アルゴリズムを実行できる機能は、特定の種類の問題を解決するためにどれが最も利点があるかを明確にするのに役立ちます。 「すべてのハードウェア プラットフォームがすべてのアプリケーションに適しているわけではないことは、すでに明らかになっています」と Kashefi 氏は言います。 「これらの量子テストベッドを通じて私たちが得たい知識は、コミュニティ全体が、それぞれが提供する接続性とモダリティからどのアプリケーションが最も恩恵を受けるかを発見するのに役立ちます。」
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- 情報源： https://physicsworld.com/a/quantum-testbeds-provide-gateway-to-large-scale-quantum-computing/
