マイクロソフトの研究者はトポロジカル量子コンピュータに大きな賭けを仕掛ける
アラン・ボイル著
マイクロソフトは、今年ノーベル賞を受賞した物理学に基づいて、量子コンピューティングについて語るだけでなく、実際の量子コンピュータを構築する段階に進んでいると述べている。
このプロジェクトは、長年マイクロソフトの幹部を務め、Xboxゲーム機、Kinectモーションセンサー、HoloLens拡張現実システムの開発で重要な役割を果たしてきたトッド・ホルムダール氏が率いる。ホルムダール氏は現在、マイクロソフトの量子プログラム担当コーポレートバイスプレジデントを務めている。
「我々は研究からエンジニアリングへと進む準備が整った転換点にいると思う」とホルムダール氏は日曜のマイクロソフトのブログ投稿でこのプロジェクトについて述べた。
この分野ではマイクロソフトだけではない。グーグルは数年前からNASAやバンクーバー地域のD-Wave社と協力し、量子コンピュータの設計を評価している。
しかし、マイクロソフトもこの分野では新参者ではない。レドモンドに本社を置くこのソフトウェア大手は、15年以上もの間、研究者らに量子の最先端を研究させてきた。
量子コンピューティングは、従来のコンピューティングよりも速くビッグデータの問題を解決する可能性を秘めており、暗号化や超安全な通信から気候モデル化や暗黒物質の探索まで、さまざまな分野に影響を与えます。
この技術の鍵となるのは、量子ビットの概念です。従来のコンピューティングでは、各デジタルビットはオンかオフ、つまり0か1のいずれかの状態を表します。一方、量子ビット（つまり量子ビット）は、操作時に0と1を同時に表現できます。そのため、複数の状態を並列に処理することが可能です。
鍵となるのは、量子ビットをどのように生成し、計算中にそれらを安定的に接続し、結果を読み出すかという点です。通常、このプロセスには過冷却イオンと原子が用いられます。マイクロソフトは、エニオンと呼ばれる2次元準粒子に焦点を当て、やや異なる方向性を模索しています。
理論家たちは、エニオンが時空の組紐を利用して計算を行うトポロジカル量子コンピュータの基盤となる可能性があると述べている。「トポロジカルな設計は、環境の変化の影響を受けにくい」とホルムダール氏は述べた。
奇妙な概念に聞こえるかもしれないが、今年のノーベル物理学賞は、数十年にわたりエキゾチックな物質の奇妙な位相特性を研究してきた研究者たちに贈られた。受賞者の一人は、ワシントン大学名誉教授のデイビッド・サウレス氏だ。
マイクロソフトの量子コンピューティング キャンペーンのために、ホルムダール氏はこの分野の先駆者 4 名を採用しました。
- デルフト工科大学のレオ・コウウェンホーフェン氏。量子技術先端研究センター（QuTech）の創設ディレクター。
- デンマークのコペンハーゲン大学ニールス・ボーア研究所の量子デバイスセンター所長、チャールズ・マーカス氏。
- ETHチューリッヒの計算物理学教授、マティアス・トロイヤー氏。
- シドニー大学量子マシンセンター所長、デビッド・ライリー氏。
チームは、最近設立されたマイクロソフトAIリサーチグループの支援の下、量子コンピューターのハードウェアと、その上で動作するソフトウェアの開発に取り組む。「従来の高性能コンピューティングと同様に、ハードウェアだけでなく、最適化されたソフトウェアも必要です」とトロイヤー氏は述べた。
マイクロソフトは開発タイムラインを公表していないが、ホルムダール氏は、マイクロソフトの研究はついに飛躍的な進歩につながる明確なロードマップが描けるところまで到達したと述べた。
「これらはどれも当然のことではありません」と彼は言った。「しかし、世界に大きな影響を与えるには、ある程度のリスクを負わなければなりません。そして今、私たちはまさにその機会に恵まれていると思います。」
Microsoft の Allison Linn 氏と The New York Times の John Markoff 氏に敬意を表します。
