【IT】中国の試作機の量子コンピューターが試運転、日本の富岳で6億年要する計算を200秒完了 サイエンス誌「重大な成果」と評価

光量子干渉の様子。(c)Xinhua News

【12月8日 Xinhua News】
中国科学技術大学（University Of Science And Technology Of China）は4日、
同大学の潘建偉（Pan Jianwei）氏らが76光子量子コンピューターの
プロトタイプ「九章」の構築に成功したと発表した。
現在世界最速のスーパーコンピューターで6億年かかる数学アルゴリズム、
ガウスボソンサンプリングの解を求めるのに200秒しかかからないという。
この進展により中国は「量子優位性」を実現した世界で2番目の国となった。

　同大学の陸朝陽（Lu Chaoyang）教授は
「量子の優位性は一つのハードルのようなもので、
　新しく生まれた量子コンピューターのプロトタイプが、
　ある問題で最も優れた従来のコンピューターの計算能力を上回った時、
　今後、さらに多方面で優位性を持つ可能性があることを証明している」と指摘。
　世界の学術界が長年にわたり、このマイルストーン的転換点の到来に非常に注目し、
　期待していたと述べた。

　昨年9月、米グーグル社が
53個の量子チップを搭載したプロセッサー「シカモア」を発表。
当時世界最速のスパコン「サミット」で
2日かかる数学アルゴリズムの計算を200秒で行い、
「量子の優位性」を実現した。

　潘氏のチームはこのほど、中国科学院上海マイクロシステム研究所、
国家並列コンピューター工学技術研究センターと協力し、
76光子の量子コンピューター・プロトタイプ「九章」の構築に成功した。

　実験では、「九章」が5千万サンプルのガウスボソンサンプリングの解を求めるのに
200秒しかかからないことが判明した。
現在世界最速のスパコン「富岳」では6億年かかり、同等性でみると、
「九章」の計算速度は「シカモア」より100億倍速く、
サンプル数に依存する「シカモア」の技術的脆弱（ぜいじゃく）性を補っている。

　潘氏のチームは20年かけて、
主に高品質光子源、高精度位相同期、大規模干渉の三つの技術的難関を攻略した。
潘氏は「われわれが水を一口飲むのは簡単だが、
一つの水分子を飲むのは難しい」と語り、
「光子源は毎回一つの光子だけを出し、
どの光子も同じであることを証明しなければならず、
　これは大きな難題だ。
　また、位相同期の精度は10のマイナス9乗以内でなければならず、
　100キロの距離の伝送誤差を、頭髪1本の直径以下にするのと同じだ」と説明した。

　汎用（はんよう）コンピューターに比べ、
「九章」はまだ「種目別で優勝した」にすぎない。
しかし、その強力な計算力はグラフ理論や機械学習、量子化学などの分野で
潜在的応用価値がある。

　国際的学術誌「サイエンス」は4日、この研究成果を掲載し、
査読者が「最先端の実験」「重大な成果」と評価した。
(c)Xinhua News/AFPBB News