量子コンピューター向けのソフトウェア開発ツールが近日発売

ジョー・フィッツシモンズ博士学術物理学者から起業家に転身した彼は、量子コンピューティングを使用してソフトウェアを開発することは、1940 年代にコンピューターをプログラミングしたり、60 年代に Arpanet のために開発したりすることに相当すると考えています。 つまり、まだ早い。 しかし、彼の会社である Horizo​​n Quantum Computing は、C や C++ などの言語に堪能な開発者が量子コンピューティング アプリケーションを構築できるようにするソフトウェア開発プラットフォームを立ち上げようとしています。

以前の記事で述べたように、量子コンピューティングは現在、IBM や Google などによってもたらされたハードウェアの進歩に大きく依存しています。 実際、ちょうど今週、IBM は新しい 433 量子ビット (量子ビット) プロセッサ Osprey を発表しました。これは、昨年の IBM Eagle プロセッサの 127 量子ビットの 3 倍以上です。 これらの目覚ましい進歩にもかかわらず、IBM や業界の他の企業が目標としている 1,000 量子ビット プロセッサにはまだほど遠い状態です。 これは、量子コンピューティングが特定のユースケースで従来のコンピューティングよりも優れたパフォーマンスを発揮する、いわゆる「量子アドバンテージ」レベルになります。

Fitzsimons は、ハードウェアの改善が依然として量子コンピューティングの最優先事項であることを認めています。 「量子コンピューティングの現在の状態は、現実世界の問題に対して真の利点を示すことができるハードウェアをまだ持っていないようなものです」と彼は言いました. しかし、彼は、ハードウェアは毎年改善されており、彼の会社はそれらの利点を利用するソフトウェア プラットフォームを構築することで少しずつ努力していると述べました。

「ソフトウェア ツールと開発ツールが必要です」と彼は主張しました。 「量子効果 (重ね合わせの効果、干渉の効果) を利用して現実世界の問題で優位に立つ方法を考えるという点で、まさに一種の知的フレームワークでさえ. そして、それをどのように行うかはまったく明らかではありません。 [so] 私たちは、それが簡単になるポイントに到達することに本当に集中しています。」

抽象化プラットフォーム

Horizo​​n Quantum Computing が試みているのは、プログラマーが使い慣れた古典的なプログラミング言語 (フィッツシモンズ氏は C と C++ について言及) を使用できるようにするフレームワークを作成することであり、プラットフォームはそのコードを量子コンピューターのハードウェア命令にコンパイルします。 しかし、Fitzsimons 氏によると、それはコードをコンパイルすることだけではありません。 彼らのプラットフォームは、開発者が解決しようとしている問題へのアプローチを最適化するのにも役立ち、量子マシンで潜在的に大幅な速度向上を利用できます。

「つまり、私たちがやろうとしているのは、量子ハードウェアで加速された問題と解決策の間の橋渡しをすることです」と彼は説明しました。 「私たちは、あなたの問題を実行するのに十分な速さのコンピュータさえあれば、問題を解決する従来のコードの形で、あなたの問題を非常に具体的に定義してください.」

この最適化作業には、「プログラムの構造を分解し、リファクタリングし、再構成して、量子速度に適したコンポーネントに到達する方法を検討する必要があります」と彼は付け加えました。

進行中の作業であり、まだローンチされていないこのプラットフォームでは、開発者がどの程度「低レベル」にするかを指定することもできます。 フィッツシモンズ氏は、抽象化の層が存在するだろうと述べた。

「基本的に、私たちは抽象化レイヤーを構築してきました。量子コンピューティングに慣れていることや、ハードウェアと対話したいレベルの詳細度に応じて、さまざまなレベルの抽象化でそこに入ることができます。 」

ホライゾン vs. クラシック

量子コンピューティング ソフトウェア プラットフォームの開発を試みている企業は Horizo​​n だけではありません。 今年の初めに、同様のソリューションに取り組んでいる Classiq という会社の紹介をしました。 その共同創設者兼 CEO である Nir ​​Minerbi は、Classiq が量子アセンブリ言語に翻訳できる高レベルの機能モデルを作成したと 7 月に私に語った。 そのシステムでは、開発者が Python または VSCode を介して回路設計をモデル化し、Classiq のプラットフォームがそれを実際の回路コードに変換します。 その後、Qiskit や Amazon Braket などの主要な量子コンピューティング処理サービスの 1 つで実行できます。

Fitzsimons に、彼のプラットフォームが Classiq のプラットフォームとどのように異なるかを尋ねました。 彼は、Classiq が行っているのは「多くの再利用コンポーネント」を含む「回路テンプレート」であると答えました。 彼は、彼の会社は「それを超えている」と言っています。

「私たちは完全に古典的なプログラムから完全にリファクタリングしています」と彼は言いました。

Horizo​​n のアプローチは野心的に聞こえますが、まだローンチされていないことに注意することが重要です。一方、Classiq はすでに製品化可能なソリューションです。 Fitzsimons は、彼の会社を「ローンチ前」と表現し、「ある程度のアクセスが可能ないくつかの研究開発契約」を結んでいると付け加えた。 Horizo​​n はその IDE を明らかにすることを目指しています [integrated development environment] 来年初めにプレビューで。

ユースケース

来年のローンチが成功した場合、私は Fitzsimons に、サインアップする開発者が量子コンピューティングを使用してどのようなユースケースに取り組むことを望んでいるか尋ねました.

「最も明白な分野は、ハイ パフォーマンス コンピューティングに依存している業界、またはコンピューティング能力がボトルネックになっている業界です」と彼は答えました。 彼は、この分野の他の企業が初期のユースケースとして、金融、最適化問題の解決、または製薬業界の化学の問題に焦点を当てていることを指摘しました (実際、IonQ および GE Research とのインタビューで、これらすべてがユースケースとして言及されていました)。 7月に)。 しかし、彼は他の機会があると考えています。

「現在十分に研究されているアルゴリズムが必ずしも存在しないが、問題が量子スピードアップに適した適切な風味を持っている産業が多数あることも事実です」と彼は言いました。 彼は、エネルギー部門、計算地球物理学、航空宇宙および自動車を「大幅な量子スピードアップが期待される」分野として挙げました。

航空宇宙や自動車の設計で一般的な計算流体力学などの問題は、「従来のコンピューターでは難しい」とフィッツサイモンズ氏は述べ、「風洞がまだ存在する理由」だと付け加えました。 彼の希望は、量子コンピューターが数年後にこれらの問題のいくつかに取り組むことができるということです。

未来へ

Horizo​​n の抽象化プラットフォームはまだ一般に利用できるようになっていないため、このプラットフォームがどれほど効果的かを判断するには時期尚早です。 また、1940 年代のコンピューティングと同様に、量子コンピューティング用の標準タイプの SDK が登場する前に、Horizo​​n や Classiq などの先駆的な企業の間で多くの試行錯誤が行われる可能性があります。 とはいえ、2023 年は量子コンピューティング ソフトウェア開発のターニング ポイントになりつつあり、ハードウェアとソフトウェアの両方で大幅な進歩が見込まれます。

グループ スケッチで作成。

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