IBMは2026年の量子アドバンテージを目指し、2029年までに耐障害量子コンピューティングを目指す

IBMは水曜日に2025年量子開発者会議で、2026年までに量子アドバンテージを達成することを期待していると発表し、2029年までに完全な耐障害量子コンピューティングを目指しています。
同社は、主要なアーキテクチャのアップグレードを施したチップであるナイトホークプロセッサが、今年ユーザーに届き始めることを確認しました。
IBMリサーチのディレクターであり、IBMフェローの肩書きを持つジェイ・ガンベッタは、「IBMが量子ソフトウェア、ハードウェア、製造、エラー修正を迅速に発明し、スケールアップできる唯一の企業であると信じています。変革的なアプリケーションを解き放つために」と述べました。ジェイは、同社が本日、ロードマップ上のいくつかの重要なマイルストーンを発表することを追加しました。
Nighthawkは、IBMの最も進んだチップとして120のキュービットを使用し、各キュービットをその4つの最寄りの隣人にリンクする218の調整可能なカプラーを使用して構築されています。これは、Heronプロセッサと比較してカプラーの数が20％増加したことを示しています。
IBMの研究者がIBM Quantum Nighthawkチップを持っています（クレジット：IBM）
新しいセットアップにより、研究者はエラー率を低く保ちながら30％より複雑な回路を実行できるようになり、1回のジョブで5,000の2量子ビットゲートを実行するための重要な要件を満たしています。
IBMは2028年までに15,000の2量子ビットゲートを目指しています
Nighthawkの納品は2025年末前に始まります。しかし、このチップは始まりに過ぎません。IBMはさらなる性能向上を計画しています。2026年末までに、7,500のゲートに容量を増やし、2027年には10,000、2028年には15,000に跳ね上がることを期待しています。
これらの将来のバージョンは、長距離カプラーを使用して1,000以上の接続されたキュービットを統合します。これは昨年、内部の実験プロセッサでテストされたシステムです。
このパイプラインを構築する中で、IBMはコミュニティ主導の検証を推進しています。Algorithmiq、フラットアイアン研究所、BlueQubitの協力を得て開発された量子優位性トラッカーを立ち上げ、リアルタイムでの進捗を測定・検証します。
トラッカーには、観測可能な推定、変分アルゴリズム、および古典的に検証可能な問題における量子優位性をテストする3つの実験がすでに含まれています。
IBM研究者が300mmのIBM Quantum Nighthawkウェハを持っています（クレジット：IBM）
AlgorithmiqのCEOで共同創設者であるSabrina Maniscalcoは、「私たちが設計したモデルは、これまでにテストされたすべての最先端の古典的方法に挑戦するほど複雑な領域を探求しています」と述べました。
彼女は初期の結果が有望に見えると述べ、フラットアイアン研究所が結果は古典システムでシミュレートするのが難しいことを確認しました。
BlueQubitの共同創設者兼CTOであるHayk Tepanyanは、彼のチームが古典的なマシンがすでに遅れ始めている量子ワークロードを追跡することに焦点を当てていると加えました。
「私たちのピーク回路に関する研究を通じて、量子コンピュータが古典コンピュータを桁違いに上回り始めている事例を正式化する手助けができることを楽しみにしています」と彼は言いました。
QiskitはC-APIと動的回路を使用してエラー制御を強化します
この推進を支援するために、IBMはソフトウェアを拡張しています。Qiskitスタックは、100以上のキュービットを含む作業の出力精度を24％向上させる動的回路機能をサポートしています。
また、C-APIを使用した新しい実行モデルをサポートしており、開発者はHPC環境と統合し、エラー修正コストを100倍以上削減するためにそれらを使用できるようになりました。
IBMは、ユーザーが既存の高性能コンピュータシステム内で量子ワークロードを実行できるようにするためにQiskit用のC++インターフェースもリリースしています。
同社は2027年までに、Qiskitスタックが機械学習と最適化に焦点を当てた計算ライブラリを追加すると述べています。これらのツールは、微分方程式やハミルトニアンシミュレーションのような物理学や化学の問題を解決するのに役立ちます。
同社は、故障耐性量子コンピューティングに向けて積極的に構築していることも明らかにしました。イベント中に発表された新しいLoonプロセッサには、効率的でスケーラブルな量子エラー修正を実証するために必要なすべてのコンポーネントが含まれています。
IBM Quantum Loonチップ（クレジット：IBM）
これは、長距離でキュービットをリンクする「c-couplers」を使用した多層ルーティングを含み、同じチップ上の操作間でキュービットをリセットすることを可能にします。
その上、IBMはqLDPCコードを使用して480ナノ秒未満で量子エラーをデコードできることを確認しました。これは完全に古典的なハードウェアで実行されます。このエンジニアリングの成果は、スケジュールの1年分早く達成されました。
Loonと共に、これは高速で高忠実度の超伝導キュービットシステム全体でqLDPCをスケーリングするための基盤を築きます。これらはIBMのすべてのハードウェアで使用される同じキュービットです。
IBMの量子プロセッサウェハの生産は、ニューヨークのAlbany NanoTech Complexの300mm製造施設に移行しました。この移行により、チップの反復が早くなり、より複雑になります。
IBMはすでに開発時間を半分に短縮し、新しい機器を使用して量子チップの複雑さを10倍に増加させたと述べています。
プレスリリースによると、これによりNighthawkとLoonプラットフォームを同時に前進させることができるようになり、複数のプロセッサ設計を同時に探求できるようになりました。
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