量子の世界のスーパーコンピューティング

スーパーコンピューティングの研究はResearch Iの大学でも行われていますが、量子の領域にもあります。  Raritanのこのブログでは、通常のバイト単位ではなくではなく「量子ビット単位」で処理する装置の進歩について紹介します。  

このブログの最近の記事「高等教育機関のHPC環境をサポートする高密度ラックパワーの導入」では、Research I大学がHPCやスーパーコンピュータをサポートする高密度データセンターアプリケーションを導入する際に直面する課題を取り上げました。 ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）機器は、必要とされる電力容量は頂点に達しており、中には50～70kW/ラックの領域に達しているものもありますが、冗長性に対するニーズはTierスケールの中でも低くなります。これらの機器は一般的に、ビットデータを用いた統計的または順列的な数値計算によって解決される数学的研究問題にコンピューティングパワーを適用することに重点を置いています。 

量子の世界への移行  

もし、あなたが解決しようとしている問題の性質が、あまり具体的ではないとしたらどうでしょうか。研究対象が素粒子や量子の領域にあり、1とゼロといったバイナリーのアプローチでは解決できないとしたら？Nature誌に掲載され、科学ニュースサイトSciTechDailyに要約されたところによると、 MITとハーバード大学の研究チームは、毎秒256量子ビットで命令を処理できる量子コンピュータを開発し、素粒子の世界での限界に挑みました。  

少し前まで256Kが画期的だったことを覚えている読者の皆さんは、頭が混乱することを覚悟してください。  

量子ビットとは、量子コンピューターが処理を行うためのビルディングブロックの呼称です。HPCやスーパーコンピュータが、1とO、つまりオンとオフで表現されるデータのバイトを処理するのと同じように、量子コンピュータはバイトに次元のついたものと考えられる量子ビットを使用します。量子ビットは、単なる1と0ではなく、1と0が同時に複数の状態や場所に存在していると理解することができます。  

量子の世界では、物質の理解が問題となるため、この例では、原子についての知識をもとに1と0のビットを考えるのがよいでしょう。原子は正負の電荷を持ち、特定の方向に動くことができます。量子ビットを理解するには、1が正の電荷を帯びていて、0が北東方向のベクトルで回転していると想像してください。量子コンピュータは、1と0がすべて衝突したときの物質の状態を予測し、分析することができるのです。わかりやすいでしょう？  

量子の飛躍  

結局のところ、量子ビットは、文字通り、そして比喩的にも、コンピューティングと処理において量子的な飛躍をもたらすものだということです。技術的には何年も先を行っており、その処理能力の高さから、GoogleやMicrosoftをはじめとするハイパースケーラーたちが注目し、支持しています。近い将来、研究者たちが「コヒーレント状態」、「物質の層」、「均衡」などの言葉を、彼らのコンピューティング・クラスターが提供する結果の文脈で使うようになるのは、そういった理由に因ります。  

量子の世界での学術研究とコンピューティングをどのようにサポートしているか、詳しくはお問い合わせください。