最初の量子「ショートレポート」に耐える 1.

"正しくあるより、批判する方がどんなに楽か"

Benjamin Disraeli - 19世紀の英国首相



by David Shaw, Doug Finke, and André M. König



 量子コンピュータの雄、IonQにスポットライトを当てたショートレポートが掲載されました。これは、量子技術に対する長期的な関心をそぐものではありません。



 Scorpion Capitalは、上場株式のショートポジションを取ることを専門とするアクティビスト投資家(株価が下がれば利益を得る)。 最近では、イオントラップ・量子コンピューティングハードウェアのリーディングカンパニー、IonQにそのようなポジションを与えています。IonQは、2021年10月にニューヨーク証券取引所にSPAC上場しました。SPACは、従来のIPOプロセスにおける通常の精査を避けるための方法と見なされ、一部で物議を醸しています。


 Scorpionは、IonQへの市場心理を動かすことを目的として、辛辣な「ショート・レポート」を発表しました[1]。ここでまず大事なのは、このようなレポートは、バランスのとれた画像や構造化された分析を提示するなどを目的としていない、ということです。株価に悪影響を与えそうな悪材料を散在させている。。。不正な収益に関する疑惑など、これらのうちのいくつかは、特に会社に関わる問題であり、IonQは、独自のプレスリリースで反論しました[2]。


 しかし、いくつかの非難は、より広く量子産業をめぐる議論を誤解させ、一般的な投資家を混乱させる可能性があるでしょう。ここでは、そのような点について議論していきます。



量子コンピュータの実用化は着実に近づいている


 量子コンピュータは、40年以上前から学界で議論されてきました[3]。Richard Feynmanは1981年にこのアイデアを提案し[4]、David Deutschによって1985年に定式化されました[5]。ハードウェアに関していうと、1982年のAlain Aspectの有名な実験[6]にまでさかのぼる人が多いでしょう。 研究室においてその信頼性は、特に2008年から2017年の期間に改善されました[7]-[10]。この3年間、「古典を超えた」計算(人工的な問題ではあるが)の複数の実証 [11]-[13]、論理的量子ビットの暫定的な実証 [14]-[16] など、活動がとても活発でした。複数の商業プレイヤーが、大規模なマシンを構築するためのロードマップを定義しました[17]。


 現在の進捗状況については、「量子展望2022」をご覧ください。


 オモチャかもしれない?50-60量子ビット程度までは、従来のコンピュータでほとんどシミュレーションが可能です。その意味で、少ないものはすべて「おもちゃ」であり、実務でも「おもちゃの問題」に取り組むことで学んでいることが多いかもしれません。しかしながらこれは、明日をかけた真剣な研究開発なのです。IonQ 11量子ビットデバイスは、2019年にNatureでデビューし[18]、独立したベンチマークで好成績を上げ続けています[19]。 ただ、現在の世代のデバイスが、商業用コンピューティング・アプリケーションに十分な性能を備えているかというと、いえ、間違いなくスケールアップしなければいけません。


 1+1=2?

 このような計算は、量子コンピュータがターゲットとするユースケースではありません(風洞を使うような計算を求めてはいない)。傍目には、量子コンピュータならどんなものでも簡単にできるはずだと思われるかもしれません。しかし、深さの浅いNISQ回路と現在のゲートセットで作業する場合、必ずしもそうではないことが判明しました[20]。今日のハイブリッドアルゴリズムは、従来のハードウェアにできるだけ多くの仕事を残すことを目的にしています。


 中型の量子マシンを想定していても、初期の商業的応用は達成されてません。多くの学者は、既知のNISQアプローチの難しさを指摘し、懐疑的になっています(私たちは彼らにお金を払っている)。長期的にバテている起業家もいます。また、建設的な批評がイノベーションを促進するという伝統や、従来の研究所を無視した商業プログラムの飛躍を指摘する人もいます。最近のAIの進歩は、間違いなく後者の良い例でしょう[21]。


 四半期ごとに業績を発表する必要がある上場企業は、このような進化する物語を管理する上で困難な環境かもしれません。このような新たな活動と上場を両立できるのは、伝統的な大企業に限られます。


 量子力学に懐疑的な人たちもいるし、物理学のリスクが完全になくなるようなロードマップを持っている人もいません(近い人たちもいるけれども)。しかし、長期的には、世界中の政府の支援が急増しており、この革命は起こるという専門家の意見が明らかに多数派であることを反映しています[22]-[24]。唯一の問題は、それがいつかということです。



2.へ続く



References


[1] ‘Scorpion Capital | Activist short selling focused on publicly traded frauds and promotes’, Scorpion Capital. https://scorpioncapital.com (accessed May 07, 2022).


[2] ‘IonQ Reiterates Unwavering Commitment to Building the Quantum Future’, May 04, 2022. https://www.businesswire.com/news/home/20220504006319/en/IonQ-Reiterates-Unwavering-Commitment-to-Building-the-Quantum-Future (accessed May 07, 2022).


[3] J. Preskill, ‘Quantum computing 40 years later’, arXiv:2106.10522 [quant-ph], Jun. 2021, Accessed: May 07, 2022. [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2106.10522


[4] R. P. Feynman, ‘Simulating physics with computers’, Int J Theor Phys, vol. 21, no. 6, pp. 467–488, Jun. 1982, doi: 10.1007/BF02650179.


[5] ‘Quantum theory, the Church–Turing principle and the universal quantum computer | Proceedings of the Royal Society of London. A. Mathematical and Physical Sciences’. https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.1985.0070 (accessed May 07, 2022).


[6] A. Aspect, P. Grangier, and G. Roger, ‘Experimental Realization of Einstein-Podolsky-Rosen-Bohm Gedankenexperiment: A New Violation of Bell’s Inequalities’, Phys. Rev. Lett., vol. 49, no. 2, pp. 91–94, Jul. 1982, doi: 10.1103/PhysRevLett.49.91.


[7] J. Benhelm, G. Kirchmair, C. F. Roos, and R. Blatt, ‘Towards fault-tolerant quantum computing with trapped ions’, Nature Phys, vol. 4, no. 6, pp. 463–466, Jun. 2008, doi: 10.1038/nphys961.


[8] R. Barends et al., ‘Superconducting quantum circuits at the surface code threshold for fault tolerance’, Nature, vol. 508, no. 7497, Art. no. 7497, Apr. 2014, doi: 10.1038/nature13171.


[9] J. P. Gaebler et al., ‘High-Fidelity Universal Gate Set for $^9$Be$^+$ Ion Qubits’, Phys. Rev. Lett., vol. 117, no. 6, p. 060505, Aug. 2016, doi: 10.1103/PhysRevLett.117.060505.


[10] T. P. Harty, M. A. Sepiol, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, J. E. Tarlton, and D. M. Lucas, ‘High-fidelity trapped-ion quantum logic using near-field microwaves’, Phys. Rev. Lett., vol. 117, no. 14, p. 140501, Sep. 2016, doi: 10.1103/PhysRevLett.117.140501.


[11] F. Arute et al., ‘Quantum supremacy using a programmable superconducting processor’, Nature, vol. 574, no. 7779, Art. no. 7779, Oct. 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1666-5.


[12] H.-S. Zhong et al., ‘Phase-Programmable Gaussian Boson Sampling Using Stimulated Squeezed Light’, Phys. Rev. Lett., vol. 127, no. 18, p. 180502, Oct. 2021, doi: 10.1103/PhysRevLett.127.180502.


[13] Y. Wu et al., ‘Strong quantum computational advantage using a superconducting quantum processor’, arXiv:2106.14734 [quant-ph], Jun. 2021, Accessed: Aug. 02, 2021. [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2106.14734


[14] L. Egan et al., ‘Fault-tolerant control of an error-corrected qubit’, Nature, pp. 1–6, Oct. 2021, doi: 10.1038/s41586-021-03928-y.


[15] C. Ryan-Anderson et al., ‘Realization of real-time fault-tolerant quantum error correction’, arXiv:2107.07505 [quant-ph], Jul. 2021, Accessed: Oct. 09, 2021. [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2107.07505


[16] L. Postler et al., ‘Demonstration of fault-tolerant universal quantum gate operations’, arXiv:2111.12654 [quant-ph], Nov. 2021, Accessed: Dec. 02, 2021. [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2111.12654


[17] ‘Quantum Hardware Outlook 2022’, Fact Based Insight, Dec. 13, 2021. https://www.factbasedinsight.com/quantum-hardware-outlook-2022/ (accessed Feb. 02, 2022).


[18] K. Wright et al., ‘Benchmarking an 11-qubit quantum computer’, Nature Communications, vol. 10, no. 1, Art. no. 1, Nov. 2019, doi: 10.1038/s41467-019-13534-2.


[19] T. Lubinski et al., ‘Application-Oriented Performance Benchmarks for Quantum Computing’, arXiv:2110.03137 [quant-ph], Oct. 2021, Accessed: Nov. 01, 2021. [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2110.03137


[20] agaitaarino, ‘How do I add 1+1 using a quantum computer?’, Quantum Computing Stack Exchange, Dec. 23, 2018. https://quantumcomputing.stackexchange.com/q/1654 (accessed May 05, 2022).


[21] J. M. Thornton, R. A. Laskowski, and N. Borkakoti, ‘AlphaFold heralds a data-driven revolution in biology and medicine’, Nat Med, vol. 27, no. 10, pp. 1666–1669, Oct. 2021, doi: 10.1038/s41591-021-01533-0.


[22] M. G. Raymer and C. Monroe, ‘The US National Quantum Initiative’, Quantum Sci. Technol., vol. 4, no. 2, p. 020504, Feb. 2019, doi: 10.1088/2058-9565/ab0441.


[23] T. Skordas and J. Mlynek, ‘The Quantum Technologies Flagship: the story so far, and the quantum future ahead’, Shaping Europe’s digital future – European Commission, Oct. 16, 2020. https://ec.europa.eu/digital-single-market/en/blogposts/quantum-technologies-flagship-story-so-far-and-quantum-future-ahead (accessed Dec. 20, 2020).


[24] S. Mallapaty, ‘China’s five-year plan focuses on scientific self-reliance’, Nature, vol. 591, no. 7850, pp. 353–354, Mar. 2021, doi: 10.1038/d41586-021-00638-3.



(翻訳:Hideki Hayashi)

提供:Quantum Computing Report




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