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Quantum MachinesがQuantum Computer Orchestrationのユニバーサル言語を発表

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原文(投稿日:2020/06/18)へのリンク

Tel Aviv (テルアビブ) を拠点とするスタートアップのQuantum Machinesは、新しい量子コンピュータの最初の標準的なユニバーサル言語になることを目指す、量子オーケストレーションのための言語であるQUAを発表した。

QUAの主な目標は、研究者が量子コンピュータを直感的にプログラムできるようにすることであり、量子コンピューティングソフトウェアの抽象化レイヤのビジョンに近づくことができると同社は述べる。この目的のため、QUAはキュービットにとらわれず、すべての量子プロセッサをサポートする。QUAプログラムは、Quantum Machines Pulse Processorアセンブリ言語にコンパイルされており、Quantum Machinesによれば、非常に低いレイテンシと精度で実行できる。

セマンティックの観点から、QUAは、パルスレベルでのユニバーサルな量子操作と、ユニバーサルな古典的操作、つまりチューリング完全古典的処理、および包括的な制御フローを組み合わせた最初の言語です。

InfoQは、Quantum Machinesの共同創設者兼CEOであるItamar Sivan博士と話をする機会を得て、この新しいテクノロジーについて詳しく学んだ。

InfoQ: Quantum Machineプラットフォームが他の量子コンピューティングベンダーと異なる点を簡単に説明していただけますか?

Sivan氏: 主要なプレーヤの多くは、量子プロセッサの開発、およびさまざまなハードウェア (超伝導キュービット、トラップされたイオンと原子、NV Centers、量子ドット、トポロジカルキュービット) の開発に関与し、継続して有意義で重要な研究を行っています。企業として、私たちはより良い量子プロセッサの作成やビット数の改善に焦点を合わせていません。代わりに、量子スタック内の特定のレイヤに焦点を当てて、従来のプロセッサーと量子プロセッサーの間のオーケストレーションを支援します。私たちは、あらゆるタイプのハードウェアを使用する研究者や企業と協力して、量子プロセッサの可能性を最大化し、機能を向上させます。このレイヤを量子オーケストレーションと呼びます。

量子コンピューティングの世界は近年かなりの進歩を遂げていますが、その可能性を完全に解き放つには至っていません。莫大な計算能力を発揮することが約束されている量子の未来に進むには、量子コンピュータスタックのすべてのレイヤで大きな進歩を遂げる必要があります。しかし、量子研究開発の現在の設備とメソッドは、しばしば遅く、自然に制限されています。困難は、古典的コンピューティングと量子コンピューティングの劇的な違いから生じています。古典的コンピュータのトランジスタは、コンピュータのロジックを形成するために特定の方法で接続されていますが、量子プロセッサーのロジックはその中に含まれていません。量子コンピュータのロジックは電磁パルスに組み込まれており、古典的なプロセッサーを介して量子プロセッサーに送られます。

Quantum Orchestration Platform (QOP) は、高度な量子実験の新時代を表しており、最先端の機能を備えた大規模な量子プロセッサの制御と運用の困難を解決します。これは、すべての量子プラットフォームで機能する古典的ハードウェアと、コンパイラおよび高レベルの直感的なソフトウェア抽象化レイヤであるQUAを組み合わせたものです。このスタックにより、チームは最も複雑な量子実験やアルゴリズムでもわずかな労力で実行できます。このプラットフォームは、開発と低レベルのコーディングの必要性を完全に排除し、パフォーマンスを犠牲にすることなく、アジリティ、プログラマビリティ、効率、および真のスケーラビリティを可能にします。

InfoQ: QUAは、量子研究者、実践者、学習者が量子テクノロジーを使用する方法をどのように変えるのでしょうか?

Sivan氏: 今日、量子実験を実行するために、研究チームは、基礎をレイアウトし、プロセスを構成するだけで、多大な労力と時間を費やしています。 彼らは複雑な低レベルのコードを記述し、既存のテスト設備を量子ハードウェアに適合させ、複数のデバイスに同期させます。チームは、次の実験のために骨の折れるプロセス全体を繰り返すためだけに、独自の古典的ハードウェアを最初から構築する必要がある場合もあります。

QUAは、量子コンピューティングのための最初の包括的でユニバーサルな言語であり、「生の」形式 (パルスレベル) の普遍的な量子操作を、古典的な処理で使用されるユニバーサルな古典的な操作と統合します。QUAは、擬似コードを書くのと同じくらい簡単に量子プログラムを書くことを可能にします。これにより、研究者は低レベルのコードを書くのに終わりのない時間を費やすことなく実験をプログラムでき、ユーザは今日の表現をはるかに超えたプログラムをコーディングできます。複雑なAIベースのマルチキュービットキャリブレーションからマルチキュービット量子エラー訂正まで。QUAは、専用のコンパイラとともに、量子プロトコルのプログラミングと実行に関して桁違いのスピードアップをもたらし、リソースの節約を支援し、これらの非常に高価なマシンのダウンタイムを削減します。

さらに、私たちのシステムはプラットフォームに依存しないため、QUAはあらゆる種類の量子プロセッサで動作するように構築されています。このようにして、業界全体を前進させ、真に有用な量子コンピューティングの未来を現在に近づけることができます。

InfoQ: 量子テックが実際の問題を解決するために使用される前に到達する必要がある次の主要なマイルストーンは何だと思われますか?

Sivan氏: 量子コンピューティングは、おそらく社会が占めている最も挑戦的なムーンショットであり、量子コンピューティングスタックの複数のレイヤで大きな進歩とブレークスルーを必要とします。これらは、量子プロセッサ自体と、可能性の実現を可能にするその上のスタックの2つの主要なものに分けることができます。数年以内に、量子コンピューティングは特定のアルゴリズムタスクの損益分岐点に到達し、フィールドの真の指数関数的な成長につながると予想しています。QMでは、これを実現するために全力を尽くし、その後に続く巨大な課題、つまり、量子コンピューティングの聖杯であるフォールトトレラントの量子コンピュータの実現に取り組んでいます。何千もの安定した量子ビットは、私たちが知覚できるものをはるかに超えて、信じられないほどの計算能力を発揮します。

業界の観点から、量子コンピューティングで最近起こった最も劇的な進歩の1つは、以前に量子コンピューティングの夢を自分たちで実現しようと試みた企業が、さらに協力し、力を合わせていることです。一方では量子オーケストレーションプラットフォームの採用の増加と、QCI、Honeywell、D-Wave、Rigettiなどの企業による他の企業のクラウドサービスを介した量子コンピュータの提供は、この新しいパラダイムの2つの実現にすぎません。

Quantum Machines独自のコンパイラであるXQPに依存するQUAは、Quantum Machines Orchestration Platformに統合されている。

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