まったく量子ではないかもしれない革命的な量子コンピューター

クライブ・トンプソン

Google が所有する多数のコンピューター、おそらく 100 万台のサーバーがつなぎ合わされて、地球上で最も高速かつ強力な人工知能が構築されています。しかし昨年8月、GoogleはNASAと提携して、検索巨人にとってこれまでで最も強力と思われるハードウェアを入手した。確かにそれが一番奇妙だ。

グーグルプレックスから数マイル離れた、カリフォルニア州マウンテンビューのNASAエイムズ研究センターにあるこの機械は、高さ10フィートの文字通りブラックボックスだ。そのほとんどは冷凍庫で、その中には、通常のシリコンではなく、深宇宙よりも 150 倍低い温度に冷却されたニオブ線の小さなループをベースにした、注目すべきコンピューターチップが 1 つ含まれています。ボックスの名前と、それを製造した会社の名前が、片面に大きな SF 風の文字で「D-WAVE」と書かれています。これを構築した会社の幹部らは、ブラックボックスは世界初の実用的な量子コンピューターであり、根本的な新しい物理学を使用して、地球上の同等の機械よりも速く数値を処理する装置であると述べている。もし彼らが正しければ、それは大きな進歩です。問題は、そうなのかということです。

Google のコンピュータ科学者であるハルトムットネベンは、NASA と協力して D-Wave に取り組むよう上司を説得しました。彼の研究室は現在、マシンに問題を投げかけて何ができるかを確認することに部分的に専念しています。活発で学者肌のドイツ人であるネーベンは、最初に成功した画像認識会社の 1 つを設立しました。 Google は、Picasa から Google Glass までのプロジェクトでコンピュータビジョンの作業を行うために、2006 年に同社を買収しました。彼は、最適化と呼ばれる計算問題のカテゴリーに取り組んでいます。これは、目的地までの多くの可能なルートの中の最適な経路、石油を掘削するのに適切な場所、製造ロボットの効率的な動きなど、多くの制約を伴う数学的難問の解決策を見つけることです。最適化は、Google の一見魔法のようなデータ処理機能の重要な部分であり、同社が使用する技術はピークに達し始めていると Neven 氏は言います。「彼らはこれまでにないほど速いです」と彼は言います。

そのため、Google、そしてコンピューターサイエンス全体に残された選択肢は 2 つだけです。これまでよりも大きく、より多くの電力を必要とするシリコンベースのコンピューターを構築することです。あるいは、他の何百万もの従来のマシンが連携して動作し、たとえ何年も働いても決して達成できなかったことを瞬時に実行できる、新しい方法、計算への根本的な新しいアプローチを見つけてください。

それは量子コンピューターだ、とニーブンは願っている。典型的なラップトップと、Google を動かすサーバーでいっぱいの格納庫 (量子科学者が魅力的に「古典的なマシン」と呼ぶもの) は、1 と 0 の間で反転する「ビット」を使って計算を行い、計算で 1 つの数値を表します。しかし、量子コンピューターは、1 と 0 が同時に存在できる量子ビット、つまり量子ビットを使用します。同時に何台でも操作できます。これは、量子コンピューターが途方もない速度で計算できるようにする、深夜の寮の部屋での気が遠くなるようなコンセプトです。

まったく量子コンピューターではない限り。量子コンピューティングは非常に新しく、非常に奇妙であるため、D-Wave が量子コンピューターなのか、それとも単なる非常に風変わりな古典的なコンピューターなのか、誰も完全にはわかりません。それを構築する人ですら、それがどのように機能し、何ができるのかを正確に知っているわけではありません。ネブンはそれを理解しようとして、毎週毎週自分の研究室に座り、D-Wave と会話することを辛抱強く学んでいます。もし彼がパズル、つまりこの箱には何ができて他のものにはできないのか、そしてそれはどのようにできるのかというパズルを解くことができれば、そのときは大成功だ。「これは私たちが『量子超越性』と呼んでいるものです」と彼は言う。「本質的に、古典的な機械ではもう匹敵できないものです。」一言で言えば、それは新しいコンピューター時代です。

グレゴリー・バーバー

エイドリアン・ソー

マット・サイモン

ジュリアン・チョッカトゥ

元レスラーカナダのオリンピックチームの最終候補に挙げられているD-Wave創設者のジョーディ・ローズは、樽型の胸を持ち、懐疑論者を地面に叩きつける準備ができているように見える腕の持ち主だ。ブリティッシュコロンビア州バーナビーにあるD-Wave本社で彼に会ったとき、彼はふさふさした眉の下でしつこいほどわずかに眉をひそめていた。「私たちはインテル、マイクロソフト、グーグルのような企業になりたいのです」とローズ氏は言う。「まったく新しいタイプのテクノロジーとエコシステムを生み出す、1,000 億ドル規模の企業の主力企業。そして、私たちは近づいていると思います。私たちがやろうとしているのは、世界の歴史の中で最も強力なコンピューターを構築することです。」