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公開：2024-08-10

TISがABCI上で量子シミュレータQniを提供開始、30量子ビットの大規模シミュレーションが可能に

text: XEXEQ編集部

記事の要約

• TISがQniのWebサービスをABCI上で提供開始
• 最大30量子ビットのシミュレーションが可能に
• 量子コンピューティング研究の加速に期待

TISとABCIによる量子コンピュータプログラミングの革新

TIS株式会社は、産業技術総合研究所のAI橋渡しクラウド(ABCI)上で量子回路シミュレータ「Qni」をWebサービスとして提供開始した。この新サービスにより、従来は最大16量子ビットだったシミュレーション能力が30量子ビットまで拡張され、大規模な量子回路シミュレーションがWebブラウザ上で実行可能となった。^[1]

Qniは量子回路をドラッグ＆ドロップで編集でき、操作結果が即座に表示されるため、量子ビットや量子ゲートの仕組みをインタラクティブに理解できる。ABCIの高性能GPUを活用することで、これまでスパコンユーザーのみが可能だった高速な計算や大規模シミュレーションが、一般ユーザーにも開放されることになる。

この取り組みは、スパコン使用の垣根を下げ、人工知能研究だけでなく量子技術の研究開発にもABCIを活用する新たな試みである。Open OnDemandフレームワークを導入し、Webブラウザ経由でスパコン向けアプリケーションを実行可能にすることで、専門家以外のユーザーも高性能計算環境を容易に利用できるようになった。

Qniの新機能と利用方法まとめ

量子回路シミュレーションについて

量子回路シミュレーションとは、量子コンピュータの動作を古典的なコンピュータ上でシミュレートする技術のことを指しており、主な特徴として以下のような点が挙げられる。

• 量子アルゴリズムの検証と最適化が可能
• 実機の量子コンピュータが持つ制約なしで実験が行える
• 量子ノイズや誤り訂正の影響を調査できる

量子回路シミュレーションは、実際の量子ハードウェアが十分に発達していない現状において、量子アルゴリズムの開発や検証に不可欠なツールとなっている。しかし、シミュレートする量子ビット数が増えるにつれて計算量が指数関数的に増大するため、大規模なシミュレーションには高性能な計算リソースが必要となる。そのため、ABCIのようなスパコンを活用したシミュレーション環境の提供は、量子コンピューティング研究の進展に大きく貢献する可能性がある。

Qni on ABCIに関する考察

Qni on ABCIの提供開始は、量子コンピューティング研究の民主化という観点から非常に重要な一歩だ。従来、大規模な量子回路シミュレーションはスパコンへのアクセス権を持つ一部の研究者に限られていたが、このサービスにより幅広いユーザーが高度なシミュレーションを実行できるようになる。しかし、ABCIの利用には申請が必要であり、完全なオープンアクセスではない点に課題が残る。

今後、QniのようなWebベースの量子シミュレーションツールがさらに普及することで、量子コンピューティングの教育や人材育成が加速する可能性がある。特に、大学や企業での量子コンピュータプログラミングの実習や、量子アルゴリズムの開発において、このようなツールは重要な役割を果たすだろう。一方で、シミュレーション規模の拡大に伴い、計算リソースの効率的な割り当てや、ユーザー間の公平な利用機会の確保が新たな課題となる可能性もある。

将来的には、Qniのような量子シミュレーションツールと実際の量子ハードウェアとの連携が進むことが期待される。シミュレーション結果と実機での実行結果を比較検証できる環境が整備されれば、量子アルゴリズムの開発から実装までのプロセスが大幅に効率化されるだろう。また、量子-古典ハイブリッドアルゴリズムの開発など、新たな研究領域の開拓にもつながる可能性がある。

参考サイト

1. ^ PR TIMES. 「TIS の量子コンピュータプログラミング「Qni(キューニ)」、産総研のGPUスパコンABCIを用いたWeb サービスの提供を開始 | ＴＩＳ株式会社のプレスリリース」. https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001603.000011650.html, (参照 24-08-10).

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