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グーグルが主張する「量子超越性の実証」に、IBMが公然と反論した理由

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 グーグルが量子コンピューターによる「量子超越性」を実証したことを、最新の論文で正式に明らかにした。量子コンピューターが既存のコンピューターより優れていることを示す歴史的ともいえる研究結果だが、これに公然と反論したのがIBM。その異例ともいえる反論の真意とは。

TEXT BY TOM SIMONITE

WIRED(US)

PHOTOGRAPH BY CONNIE ZHOU/IBM
PHOTOGRAPH BY CONNIE ZHOU/IBM

量子コンピューティングの専門家たちの間で起きる技術的な論争が、その高尚ともいえるコミュニティの外にまで出てくることはほとんどない。だがIBMの量子チームは、公然とグーグルにけんかを吹っかけたのである。

IBMが技術論文とブログへの投稿で狙い撃ちしたのは、グーグルと米航空宇宙局(NASA)の共同研究から9月に誤って漏えいした科学的な結果である。それも歴史的な偉業となりうる成果だ。この論文の草稿には、グーグルが「量子超越性」という重要な到達点に達したと書かれていた。量子コンピューターを使って従来型のコンピューターでは不可能だったことができると証明したというのだ。

これに対してIBMの専門家グループは10月21日(米国時間)、量子超越性を達成したというグーグルの主張に重大な欠陥があると発表した。そもそもグーグルが、現代のスーパーコンピューターの能力を最大限に活用していないというのだ。IBMはブログでの投稿で、「このしきい値は満たされていません」と主張している。グーグルはコメントを控えている[編註:本記事の原文は10月21日公開。グーグルは10月23日付の『Nature』に査読済み論文を掲載した]。

グーグルの主張の意味すること

量子研究のコミュニティがIBMの主張とグーグルの動きを精査するには、時間が必要になるだろう。ルイジアナ州立大学の教授であるジョナサン・ダウリングは、現時点ではIBMの主張に一理ありそうだと指摘する。ダウリングは、「グーグルは従来型のマシンでは解決が本当に難しいと思っていた問題を選びましたが、IBMはその問題がグーグルが思っていたほど難しい問題ではなかったことを実証しています」と説明する。

最終的に誰が正しいと証明されようとも、量子超越性とは現時点ではあくまで理論上の話にすぎない。超越性を示すためにコンピューターに与えられる問題には、実用性がなくてもいい。量子超越性は、量子分野において長きにわたる「夢」の実現を示唆するマイルストーンなのだ。すなわち、量子コンピューターが電池の化学技術や医療といった複雑な分野における進歩を可能にし、新たな力と利益をもたらすことを意味する。

IBMは独自に量子研究の計画を推進し、量子分野に興味をもつ企業とのパートナーシップに取り組むと同時に、量子コンピューターのプロトタイプをこれらの企業とテストしてきた。そのパートナーの1社であるJPモルガン・チェースはこの夏、IBMの量子コンピューター上で金融リスクを計算する手法を見つけたという。

IBMとグーグルの論争は、量子コンピューティングの矛盾した状況を表している。量子コンピューティングはここ数年で驚異的な進歩を遂げており、IBMやグーグル、インテル、マイクロソフトなどの企業が大規模な研究チームを構築してきた。

なかでもグーグルは、量子超越性の実証が間近であると数年にわたって主張してきた。これは同社が競合と競ってトップクラスの専門家を引き込み、潜在顧客を集めていくうえで、有益かつ一方的な主張と言える。確かに量子コンピューターの実現はかつてないほど現実味を帯びてきたが、いまもまだ実用化にはほど遠い。しかも、どれだけ遠いのかすら判断しづらい状況にある。

激化する国際競争

9月にオンラインで漏えいしたグーグルの草稿によると、同社はプロトタイプの量子プロセッサー「Sycamore」とオークリッジ国立研究所の世界最速のスーパーコンピューター「Summit」の両方に統計数学の問題を与えた。そこで得た結果から、Sycamoreが3分20秒で解いた問題を解くには、世界最速のスーパーコンピューターでは約1万年かかると推測していたのである。

これに対してSummitを開発したIBMは、Summitはその問題を解くために数千年どころか2日半で完了できたはずだと主張している。しかも時間をかけて最適化して実行すれば、2日半よりも短期間で完了できる可能性もあるという。

それでもグーグルのSycamoreが記録したとされる処理速度より遅い。だが、そもそもカリフォルニア工科大学教授のジョン・プレスキルが量子超越性という概念を定義した当初、量子超越性を示すには量子コンピューターが古典的コンピューターではまったくできないことをする必要があるとされていた。

グーグルのライバル企業が、量子超越性を達成しようという同社の計画に疑問を呈したのは今回が初めてではない。グーグルが2017年に量子超越性のマイルストーンに近づいたと発表したあと、IBMの研究チームは“ゴールポスト”を動かしたかのような研究結果を発表している。

またグーグルは2018年初頭に「Bristlecone」と呼ばれる新しい量子プロセッサーを発表し、量子超越性の実証準備が整ったと主張した。そのあとすぐ、独自に量子コンピューターの開発をしていた中国のアリババの研究チームが、Bristleconeはグーグルが発表したことを実行できないとする分析結果を公開した。

研究者たちの本音

グーグルはSycamoreによる量子超越性の達成に関する査読済みの論文を公開し、同社の主張を科学的な記録として残すとみられている[編註:10月23日付の『Nature』に査読済み論文を掲載]。IBMが21日に発表した論文も査読が済んでいないが、IBMは査読を実施して改めて公開する予定だという。IBMに在籍するトップクラスの量子研究者のひとりで論文の共著者でもあるジェイ・ガンベッタは、グーグルの主張が最終的に技術者の間で受け入れられるかどうかという議論に、IBMの論文が影響を及ぼすことを期待していると言う。

IBMは今回、グーグルに対して技術的な懸念を表明するうえで挑発的ともいえる手法を選んだ。しかしガンベッタによると、IBMの動機はグーグルを敵に回すことではなく、「量子超越性」という用語への無益な期待をなくしていくことにあるのだという。

「量子コンピューティングは重要な技術であり、コンピューティングの方法を変えるはずです」と、ガンベッタは言う。「もう大げさに語るのはやめて、量子コンピューティングのロードマップにフォーカスしていきましょう」

量子コンピューティングの研究に取り組んでいるほかの物理学者たちも、量子超越性が最優先事項ではないことに同意している。それどころか、IBMとグーグルの争いも優先事項ではないという。

「わたしは量子超越性に関するこういった主張はあまり好きではありません。一度は“量子超越”とされた結果が、翌日にはひっくり返って古典的かつ劣った結果にもなりうるわけですから」と、ルイジアナ州立大学のダウリングは言う。「むしろ、特定の問題に対してマシンがどのように役立つのかに興味があります」

メリーランド大学の教授で量子コンピューティングのスタートアップであるIonQの共同創業者、クリストファー・モンローも同じ意見だ。IonQは巨大テック企業2社の学術的な論争よりも、初期の量子コンピューターの実用的な用途を提示していくことのほうに関心があるという。モンローは「今回の量子超越性を巡る議論によって、眠れない日々を過ごすようなことはないと思いますよ」と語っている。

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