IBMは業界初の量子中心のスーパーコンピューティングアーキテクチャを発表

IBMは、量子中心のスーパコンピューティング向けの最初の公開リファレンス・アーキテクチャを発表し、量子コンピューティングを現代のスーパコンピューティング環境に統合する方法を概説した。

量子コンピューターは複雑な量子システムの有用なシミュレーションに向けて進歩しており、化学や材料科学といった分野で、すでに有意義な結果をもたらす新しいハイブリッド・アルゴリズムが登場している。

しかし、壮大なチャレンジを伴う科学的問題に取り組む能力は、古典（クラシカル）のスーパコンピューティング基盤からの分離によって依然として制約されており、そこでは量子システムと古典システムの間で手動のデータ移動と調整が必要となる。

この課題に対処するため、IBMは、オンプレミスのシステム、研究拠点、クラウド・プラットフォームにわたって量子プロセッサー（QPUs）をGPUおよびCPUと統合する、量子中心のスーパコンピューティングの青写真を提案している。これにより、個々のシステム単体では到達できない問題に対して、異なる計算技術が協働できるようになる。

このアーキテクチャは、量子ハードウェアと、CPUおよびGPUクラスター、高速ネットワーキング、共有ストレージを含む古典側のリソースを組み合わせることで、量子技術と古典技術を統一された計算環境へと導入し、集中的なワークロードやアルゴリズム開発を支える。

IBMの科学者は、このモデルに向けた3段階のロードマップを次のように示している。まず、既存の高性能計算（HPC）環境の中でQPUsをアクセラレータとして統合する。次に、システムの複雑さをユーザーから抽象化するミドルウェア対応の異種プラットフォームを開発する。そして最終的に、エンドツーエンドのワークフロー向けに設計された、完全に共同最適化された量子・古典システムを構築する。

この基盤により、IBMは量子計算と古典計算の双方にまたがる協調されたワークフローを実現する。

Qiskitを含む統合オーケストレーションとオープンなソフトウェア・フレームワークにより、開発者や研究者は馴染みのある開発ツールを通じて量子機能にアクセスでき、化学、材料科学、最適化といった分野への量子コンピューティング・アプリケーションの拡張につながる。

「今日の量子プロセッサーは、科学的問題の最も難しい部分—化学における量子力学によって支配される領域—に取り組み始めています」と、IBMリサーチおよびIBMフェローのジェイ・ガンベッタ（Jay Gambetta）ディレクターは述べた。

「未来は量子中心のスーパコンピューティングにあります。そこでは量子プロセッサーが古典の高性能計算と連携して、以前は到達不可能だった問題を解決するのです。IBMは、この未来の計算を現実のものにするための技術とシステムを、今日に向けて構築しています」と同氏は語った。

                    **開示:** この記事はビビアン・グエン（Vivian Nguyen）によって編集されました。私たちがコンテンツをどのように作成し、レビューするかについての詳細は、Editorial Policyをご覧ください。