Quantum computing
量子コンピューティング関連サービス
ビジュアルテクノロジーは
量子コンピュータに注目しています
量子コンピュータは、開発と活用事例が確実に蓄えられ、クラウドサービスでの量子コンピュータの利用も活発化しています。特に組合せ最適化に関するアプリケーションは、実際の業務として利用される例も増えています。
古典コンピュータとのハイブリット利用も成果を上げはじめています。 またNVIDIA GPUとNEC SX-AuroraによるHPC計算のプラットホームは、量子コンピュータのエミュレーション環境として、ゲート型・アニーリング型の両方も活用できます。TensorFlow Quantumなど、量子機械学習向けライブラリなどもリリースされています。
量子コンピュータは現在のコンピュータを置き換えるものではなく、お互いの特性を生かして適材適所で組み合わせてハイブリッドに利用されていくものと考えられています。
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ビジュアルテクノロジーはHPC向けコンピュータだけでなく、量子コンピュータにも注目しています。
ビジュアルテクノロジーの
量子コンピューティング製品とサービス
量子コンピューティングに関するシステム、サービス、ソリューションをご用意しております。お客様のご要望に合わせて、カスタマイズや新たなご提案なども承ります。
量子コンピュータとは
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■ 量子力学の現象を利用したコンピュータ
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量子コンピュータは、「量子重ね合わせ」と「量子もつれ」といった量子力学の現象を利用して並列計算を実現するコンピュータです。
ハードウェア的には量子ビットとして、超電導リングの電流方向を使用する方式、真空中のイオンを使用する方式、光回路上の光量子を利用する方式、シリコンの電子スピンを利用する方式、トポロジカル絶縁体表面のマヨナラ粒子を利用する方法など、いろいろな道具立てが考えられています。
現在のコンピュータ（古典コンピュータ）では実現できない、圧倒的な計算能力を発揮する量子コンピュータの登場に期待が高まっています。
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■ ゲート型とアニーリング型
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量子コンピュータは、ゲート型の比較的多用途に利用できるものと、組み合せ最適化に特化したアニーリング型があります。いずれも現時点では量子ビットが多いとは言えず、熱などのエラーに弱いことから、ハードウェア的な開発が待たれる状況です。そんな中でも様々な分野の問題へ、適応研究が進められています。
量子アプリケーションの開発には、GPUやFPGAなどでアクセラレートした量子回路シミュレーションも活用されています。アニーリング型の量子コンピュータに対しては、シミュレーテッド（疑似）アニーリング手法によるエミュレーションも行われています。
少ない量子ビット数とエラー訂正無しの量子コンピュータであっても、従来のコンピュータと適材適所で組み合わせるアルゴリズムも盛んに研究され、様々な適応事例が報告されています。
量子回路シミュレーション環境
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■ 占有が難しい量子コンピュータ
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量子コンピュータ（quantum processing unit:QPU）の利用は、主にクラウドサービスを通じて行われています。IBM Quantum System Oneなどのゲート型QPUやD-waveなどのアニーリング型QPUともに、多くの研究者やエンジニアが触れる機会が増え、実問題への適応事例も増えてきています。
クラウドでの利用については、最新の量子コンピュータに触れることができるのですが、利用費用の問題や、多くのユーザによる共有のため処理待ちが発生してしまいます。
また、現在の量子コンピュータの最大の問題点である、外部環境などの「ノイズ」を限りなく除去する必要性から、極低温環境を作らなければいけません。そのため高価な希釈冷凍システムが必要であり、研究者やエンジニアが手元に置いて占有することが難しいシステムです。
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■ 手元で自由に使える環境を
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問題規模と処理に要する時間が現実的かというトレードオフはありますが、量子回路シミュレータの活用は大いに有効だと考えられ、量子回路（量子アプリケーション）を開発する上でのメリットも多々あります。
【量子シミュレータのメリット】
・アルゴリズム開発など、小規模から始められるため、手元の環境で自由に使える
・エミュレータはエラーのない理想的な量子計算を行える（再現の為、意図的にエラーを発生させることは可能）
・量子状態をシミュレーション中の配列の値として確認できるので、アルゴリズムのデバックがしやすい
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ビジュアルテクノロジーでは、クラウドで量子コンピュータを使う際の補助的な役割としてばかりではなく、様々なトライアルや先行研究開発などにご活用いただける、お手元で「使える」環境をご提供いたします。