米国エネルギー省傘下のオークリッジ国立研究所（ORNL）は、IBMおよびAMDと協力し、量子エラー訂正（QEC）に特化した共同設計プラットフォーム（co-design platform）の立ち上げを発表しました。この取り組みは、量子コンピューティングが直面する最大の課題の一つである、量子プロセッサの速度に匹敵する速さで量子ビット（qubits）のエラーを特定・修正できる古典ソフトウェアの必要性に対処することを目的としています。
プラットフォームの構造とハードウェア統合
このプラットフォームはニューヨーク州ポキプシーのIBM施設に設置され、IBM Quantum Nighthawk r2プロセッサと、AMD Instinct MI355X GPUおよび第5世代AMD EPYCプロセッサを搭載したオークリッジ国立研究所のハイパフォーマンスコンピューティングシステムUmbraを統合しています。量子ハードウェアと古典ハードウェアの物理的な近接性により、極めて低レイテンシのハイブリッド処理が可能となり、即時のフィードバックを必要とするエラー訂正アプリケーションにとって不可欠なものとなります。
このニュースが重要な理由
科学的に実用的な量子コンピューティングはエラー訂正に依存しており、これは量子プロセッサと並行して動作する膨大な古典コンピューティングリソースを必要とする複雑なプロセスです。現在、これらのシステムはクラウド経由で接続されることが多く、データ転送における複雑さと遅延が生じています。このプラットフォームは、研究者が以下のことを行える統合環境を提供します：
- インフラを自ら構築することなく、エラー訂正アルゴリズムを開発・テストすること。
- 量子ビットを保護するために複数のコード層を使用する「階層型エラー訂正」などの技術を探求すること。
- 量子・古典のワークフローを最適化し、2028年までに100個の論理量子ビットの達成を目指す米国エネルギー省の「ジェネシス・ミッション（Genesis Mission）」の目標達成に向けた道を切り開くこと。
将来の展望
この動きは、CPU、GPU、量子プロセッサが単一のシステムとして機能する、量子を中心としたハイパフォーマンスコンピューティングを強化するための広範な戦略の一環です。参加各社は、IBMが2029年までに立ち上げを計画している耐故障性量子コンピュータIBM Quantum Starlingをサポートするソフトウェアやプロセスの開発に、このプラットフォームを活用する予定です。