量子コンピュータの性能向上を目指す「自己チューンアップ」を備えたAIソフトウェアツール

George Leopold

環境ノイズによって引き起こされるハードウェアのエラーや不安定性を低減することを最優先の目標として、量子コンピューティング・ソフトウェアの新興企業であるQ-CTRLは、量子コンピュータがノイズやエラーを抑制するために「自己チューンアップ」することを可能にするAIベースのツールセットを発表した。

これらのツールは、AIエージェントを使用してアルゴリズムをより少ないエラーで実行し、最終的には潜在的な企業ユーザーのために量子コンピュータの性能を向上させる。このツールは、新しい量子クラウドサービスを介してアクセスすることができる。

ロサンゼルスに拠点を置くQ-CTRLは、量子コンピュータやその他の量子デバイス用のファームウェアを設計しており、量子コンピュータのエラーを減らすために量子制御を採用している。1つのアプローチとして、量子コンピューティングアルゴリズムを構成するために使用される量子論理演算を再定義する「ロバスト制御」がある。

Q-CTRL の創設者であり CEO である Michael Biercukは、電子メールでのやりとりの中で、「事実上、我々はシステムのために機械語を書き換え、エラーを減らしています」と述べている。

IBMの量子クラウドサービスプラットフォームを使用した初期のデモンストレーションでは、AIエージェントが新しい量子ロジックゲートを築くことが示された。この自律的に設計されたゲートは、IBMのハードウェアエンジニアによって設計された最高のゲートよりも低いエラーレートを示し、この新興企業が主張するより強固なアルゴリズムを実現した。

出典：Q-CTRL

「当社のAIエージェントは、数学モデルや人間の介入を必要としません」とBiercukは主張している。「エージェントは、より高性能なゲートを提供するために関連性があると判断したものは何でも学習するプロセスを自動化します。」

Q-CTRLは2月10日、このAIベースのツールを同社の主力ソフトウェアプラットフォームの新機能として利用できるようにすることを発表した。Boulder Opalは、ハードウェアや理論研究で量子制御を使用する開発者や研究開発チーム向けのPythonベースのツールキットである。

このスタートアップは、そのAIエージェントを、従来のコンピューティングにおけるソフトウェアの抽象化になぞらえ、プログラマーがハードウェアの詳細にとらわれることなくアルゴリズムを書くことができる。その結果、Biercukは、AIエージェントは、より少ないエラーで量子ロジックを提供する自己調整マシンを可能にすることで、「量子コンピュータのハードウェアとアプリケーションの開発を加速させるでしょう」と述べた。

Q-CTRLの科学者たちは以前、個々の量子ビット用の量子論理ゲートを作成する能力を実証した。その結果、IBMの量子コンピュータ上で動作する標準的なロジックゲートを10倍も上回る性能を発揮した。ラボでは、AIエージェントが自律的に新しいマルチ量子ビットロジックゲートを識別し、デフォルト・ゲートと比較してエラーが2倍に減少したと、スタートアップは主張している。

このAIエージェントはまた、量子コンピューティング開発を中心としたインフラエコシステムの成長も示している。IBM（NYSE: IBM）とともに、Amazon Web Services（NASDAQ: AMZN）も独自のマネージド量子コンピューティングサービスを推進している。今年8月に開始されたAmazon Braketは、開発ツール、シミュレータ、さまざまなタイプの量子ハードウェアへのアクセスを提供しており、「それぞれ物理的な制限が異なります」とAWSの量子コンピューティング担当ディレクターであるSimone Severiniは述べている。

Braketは「異なる技術を並べて比較したり、コードを1行変更するだけで切り替えたりすることが可能になります」とSeveriniはブログ記事で述べている。「これはアクセスだけの問題ではありません。これは、量子コンピューティングが、他の計算リソースと連携しながら、いつかクラウドベースのITインフラストラクチャにどのように適合するかを想定したものです。」