まだ「実用的」ではない量子コンピューターを、なぜ企業は採用するのか──JPモルガンとダイムラーの思惑
JPモルガン・チェース銀行は、「クオンツ」と呼ばれるアナリストを大量に抱えている。コンピューターを使って利益を叩き出す専門家だ。そして2018年に入ってからは、「クオンタム（量子）」と呼ぶほうが似合いそうな“従業員”の採用を加速している。彼らが使うコンピューターは直感に頼らず、量子力学の手法を利用してデータを分析するのだ。
資産額が米国最大のJPモルガンは、エンジニアや数学者からなる少数のグループを編成し、金融取引や融資リスクの予測などにおいて、量子コンピューターがどこまで有効活用できるかを探ろうとしている。彼らはインターネットを通じ、ニューヨーク州ヨークタウンハイツにあるIBMの研究所にある過冷却された量子コンピューターにアクセスする。言ってみれば、量子クラウドを使うのである。
この銀行のほか少数の企業が、IBMが開発した量子コンピューターのプロトタイプを利用し始めている。その性能をIBMがさらに高めることができれば、処理能力は膨大なものになるはずだ。
これまで量子コンピューターは、IBM、グーグル、インテルのほか、スタートアップ数社が開発しているが、まだ機能や信頼性が低く、業務に役立つとは言い難い。しかしJPモルガンの幹部たちによると、彼らは従来のコンピューターの発展に陰りが見えてきた場合に備え、いわば“保険”として量子コンピューターに興味をもっている側面もあるようだ。
「ムーアの法則」の失速
半導体の専門家によると、何十年にもわたり演算能力を増大させてきた「ムーアの法則」（「半導体の集積度は18カ月ごとに倍になる」という、ゴードン・ムーア博士による予測）として知られる現象は、いまや終焉を迎えつつあるという。量子コンピューターは、少なくともある特定の分野において、その失速を補う手段となり得るかもしれない。
「これを問題解決に役立てることができれば、演算能力を飛躍的に伸ばせるかもしれません」と、JPモルガン傘下の投資銀行で株式部門の最高技術責任者（CTO）を務めるボブ・シュトルテは言う。
今年1月、ダボスで開催された世界経済フォーラム（ダボス会議）で、マイクロソフトの最高経営責任者（CEO）サティア・ナデラは、量子コンピューターに投資した動機として、ムーアの法則に陰りが見えてきたことを挙げた。すでにマイクロソフトは、同社初の量子コンピューターの生産に向けて動き出している。
マイクロソフトはムーアの法則の波に乗り、その中心的な存在として業界を牽引してきたインテルとの緊密な関係を通じて、現在の規模まで成長した。だがいまは一時の勢いはないとナデラは言う。「ムーアの法則は失速しつつあります」と、彼はフォーラムに集まった投資家や各国政府代表、大物実業家たちに語った。
IBMの量子コンピューター科学者のハンヒ・ペク（左）とサラ・シェルドンが、「IBM Q」の希釈冷凍装置に収められたハードウェアを確認している。PHOTOGRAPH BY CONNIE ZHOU
ダイムラーの最高情報責任者（CIO）であるジャン・ブレヒトも、「Q ネットワーク」と名づけられたIBMの量子コンピューターへの早期アクセスプログラムに参加を決めた。シリコンチップの飛躍的成長が見込まれなくなったことに対する不安が、採用を後押ししたのだという。「現在でもコンピューターの能力に不足があるわけではありませんが、ムーアの法則が飽和状態に達しつつあることは間違いありません」
量子コンピューターを試そうというJPモルガンやダイムラーの動きには、新たな流れに乗り遅れてはならないという意識もうかがえる。IBMの量子コンピューターの導入に乗り出した企業には、両社のライヴァルであるバークレイズやホンダ、さらにはサムスンも含まれる。
それ以外にも関心の高まりを示す数字がある。米調査サーヴィスのCBS Insightsによると、量子コンピューター用の半導体チップ、コンピューター、ソフトウェアなどを扱うスタートアップの資金は、16年には4,300万ドルにすぎなかったが、昨年は2億4,300万ドルにまで膨らんだという。
量子コンピューターの導入が実現したとしても、これがすべての面で役立つわけではない。だが、物理学者やコンピューター科学者らは、比較的小型の量子コンピューターでも、課題の種類によっては従来のスーパーコンピューターを何台か集めた以上に高い能力を発揮できることを、理論的に証明している。
従来のコンピューターは、データの単位として「1」か「0」のビットを用いている。これに対して量子コンピューターは、「量子ビット（キュービット）」を用いてデータを保持する。量子ビットは「重ね合わせ」の状態をつくれるため、1と0の状態を同時に保持できる。これによってデータ処理量を圧倒的に増やせるというわけだ。
量子コンピューターへの期待と不安
産業界が量子コンピューターに向ける関心はますます高まってきている。近年ではマイクロソフトやIBMだけでなく、多くの企業の研究者たちが、比較的シンプルな量子コンピューターを業務に役立てるためのアルゴリズムの研究に力を入れ始めた。
ダイムラーのブレヒトは、IBMの量子コンピューターを早期導入することにした別の理由も挙げている。同社が関心をもつ問題、例えばバッテリー内部での化学構造や化学反応のシミュレーションなどに、量子コンピューターは特に強みを発揮できるのではないかということだ。
そうしたシミュレーションができれば、電気自動車の活用の幅が広がる可能性がある。また、その供給が環境面や倫理面から問題視されている、希少金属であるコバルトへの依存を減らす効果も期待される。
アメリカ国立標準技術研究所（NIST）から少し前にマイクロソフトに入社したスティーヴン・ジョーダンは、量子コンピューターをまず役立てられるのは、化学分野だろうと指摘する。なかでも分子における量子メカニズムのシミュレーションは、量子ビット自体の性質から考えても向いている。
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1/5量子コンピューターのシステムを冷却するために用いる希釈冷凍装置。PHOTOGRAPH COURTESY OF IBM RESEARCH
2/5量子コンピューターの内部構造。PHOTOGRAPH COURTESY OF IBM RESEARCH
3/5量子コンピューターの内部構造。PHOTOGRAPH COURTESY OF IBM RESEARCH
4/5IBMの16量子ビットの量子コンピューター。クラウドを通じて利用できる。PHOTOGRAPH COURTESY OF IBM RESEARCH
5/5IBMの量子コンピューターがある研究施設「IBM Q コンピューテーションセンター」の様子。PHOTOGRAPH BY CONNIE ZHOU
Prev Next現在、IBMの量子クラウドは20量子ビットのプロセッサーから構成されているが、IBMでは50量子ビットの大型ヴァージョンも登場させた。50量子ビットのプロセッサーやもう少し小型のプロセッサーでも、量子ビットの動作が確かであれば、化学分野で役立つだろうとジョーダンは言う。それを立証する「極めて信頼できる」証拠もあるとのことだ。IBMは昨年9月、小さな分子のシミュレーションがわずか6量子ビットでも可能であることを示している。
ダイムラーやJPモルガンが期待するその他の問題への取り組みについては、その道筋がさほど明確には見えていない。ブレヒトによれば、ダイムラーでは輸送ルートや工場間での部品運搬の最適化にも、量子コンピューターを利用できると期待しているという。さらに、ポートフォリオのリスク分析といったファイナンスの課題解決にも役立つとみている。
こうした問題に対して量子コンピューターがどんな優位性をもつのか、これまでのところコンピューター科学者も証明できていないと、マイクロソフトのジョーダンは言う。「量子を用いたアルゴリズムが実際にどれだけの強みをもつかについては、これからの量子コンピューターで試していくしかありません」
IBMの量子コンピュータープロジェクトでヴァイスプレジデントを務めるダリオ・ギルは、それこそが早期アクセスプログラムが目指すところだと言う。「このプログラムの使命は、商業的に通用する量子ビットアプリケーションを見つけることです」
利益を生み出せるアプリケーションが、確かな現実として登場するのはいつになるのか。ギルも、自動車業界や金融業界のパートナーたちも、まだ明確には口にしない。「わたしの頭のなかには予定などありません。わたしたちは、そうした面からこのプロジェクトの成功を判断するつもりはないのです。これはあくまで予備研究という性格が強いものですから」と、JPモルガンのシュトルテは語る。
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