シスコシステムズ（$CSCO）は最近、異なる量子コンピュータ間で量子情報を伝送し、その「量子状態」を保持できるネットワークスイッチの試作機を公開しました。この取り組みは、量子コンピュータの商用化の核心課題とされる「拡張性」の問題をネットワークを通じて解決することを目的としています。今回公開された「シスコ汎用量子スイッチ」は研究用の試作段階にありますが、その意義は大きく、異なるベンダーの量子システムをまるで一つのネットワークのように接続できる点にあります。これまでの量子計算業界は、大規模な単一装置の製造と、複数の装置を組み合わせて一つのシステムのように動作させる二つの道を歩んできました。シスコは後者を重点的に進めています。量子コンピュータは、いくつかの研究機関や企業において、従来のスーパーコンピュータでは処理が難しい、または時間がかかりすぎる計算問題の補助処理として利用されています。企業側は最適化や新材料・新薬の分子シミュレーション、耐量子暗号技術に関心を持ち、研究者は物理学、シミュレーション、新しい量子アルゴリズムの開発に焦点を当てています。しかし、実用レベルの量子計算を実現するには、「量子ビット」の数を大幅に増やす必要があります。量子ビットは量子情報の基本単位です。現在の商用量子コンピュータは数百から数千の量子ビットで止まっており、今後数万に拡大すると予測されていますが、多くの評価は、実産業の現場で性能向上を実感するには数百万の量子ビットが必要だと指摘しています。異なる量子コンピュータをネットワークとして統合シスコの方法は、情報を異なる方法で符号化した量子システム間で「翻訳者」の役割を果たすことです。同社によると、このスイッチは室温で動作し、既存の通信光ファイバーを利用できるとのことです。さらに、シスコの特許技術を応用した変換技術により、異なる量子技術で用いられる入力出力の符号化方式を中継できるとしています。要するに、二つの異なるメーカーの量子コンピュータが異なる「言語」を使っていても、このスイッチを通じてデータを相互に伝送できるということです。これは、特定のハードウェア方式に依存しない「汎用量子ネットワーク」の核となる要素と見なされています。シスコのOutshift部門の上級副社長兼ゼネラルマネージャー、ヴィジャイ・パンディは次のように述べています。「私たちは早い段階で、量子システムを接続することが真の拡張性を実現する鍵であると認識していました。この成果は重要な進歩ですが、これは始まりに過ぎません。」このスイッチは、偏光、時間区間、周波数区間、経路符号化といった主要な光基符号化方式をサポートしています。量子システムは情報を光子に載せる方式が異なるため、汎用スイッチは信号を単に伝えるだけでなく、情報を損なわずにフォーマットを変換する必要があります。シスコは、現在偏光に基づく方式のシステム検証を完了したと説明しています。偏光は、光子の振動方向を利用して情報を伝達する方式で、サングラスが光の反射を減らす原理に似ています。時間区間や周波数区間方式のサポートは今後追加される予定です。商用化にはまだ至らず……今後1〜2年が重要な試験期間この汎用性は、標準が確立されていない量子業界の特性を考えると、より重要となります。現在、市場には異なるハードウェアアーキテクチャや符号化方式が共存しており、どの技術が長期的な標準になるかは不明です。ある関係者は、データセンターや研究施設が特定の方式だけに対応して構築されると、コストの高い装置が時間とともに陳腐化する可能性を懸念しています。シスコは、同社のスイッチが研究機関や企業に対し、カスタマイズされた装置と汎用装置の両方を使える環境を提供できると考えています。ネットワーク内のスイッチが変換を担当すれば、すべてのシステムが同じ固有の言語を使う必要はなく、量子ネットワークの拡張も容易になると説明しています。現状、データセンター外の接続距離は最大100キロと設定されています。ただし、シスコは今後、時間の経過とともに距離制限が縮小すると見込んでいます。ただし、今回公開された装置は正式な商用製品ではありません。シスコは、「汎用量子スイッチ」は動作可能な研究用の試作段階にあるとし、商用化前に変換技術や量子状態の保持に関するコア技術の追加検証が必要だと述べています。同社の長期的な構想は、量子ネットワーク用のハードウェア、ソフトウェア、プロトコルの全体体系を構築し、将来の量子アプリケーションが動作可能な基盤スタックを作ることです。シスコは、今後1〜2年がこのビジョンのハードウェア・ソフトウェア面での実現可能性を検証する重要な時期だと考えています。一方、シスコはこの量子ネットワーク戦略を推進するため、IBM（$IBM）、ConnEQt、Atom Computingなどの企業と協力しています。業界では、単一の量子コンピュータの性能競争を超え、異なるシステムをつなぐ「接続技術」が実用化を加速させる重要な変数となると見られています。
シスコ、公開「汎用量子スイッチ」プロトタイプ…異なる量子コンピュータの接続を促進
シスコシステムズ（$CSCO）は最近、異なる量子コンピュータ間で量子情報を伝送し、その「量子状態」を保持できるネットワークスイッチの試作機を公開しました。この取り組みは、量子コンピュータの商用化の核心課題とされる「拡張性」の問題をネットワークを通じて解決することを目的としています。
今回公開された「シスコ汎用量子スイッチ」は研究用の試作段階にありますが、その意義は大きく、異なるベンダーの量子システムをまるで一つのネットワークのように接続できる点にあります。これまでの量子計算業界は、大規模な単一装置の製造と、複数の装置を組み合わせて一つのシステムのように動作させる二つの道を歩んできました。シスコは後者を重点的に進めています。
量子コンピュータは、いくつかの研究機関や企業において、従来のスーパーコンピュータでは処理が難しい、または時間がかかりすぎる計算問題の補助処理として利用されています。企業側は最適化や新材料・新薬の分子シミュレーション、耐量子暗号技術に関心を持ち、研究者は物理学、シミュレーション、新しい量子アルゴリズムの開発に焦点を当てています。
しかし、実用レベルの量子計算を実現するには、「量子ビット」の数を大幅に増やす必要があります。量子ビットは量子情報の基本単位です。現在の商用量子コンピュータは数百から数千の量子ビットで止まっており、今後数万に拡大すると予測されていますが、多くの評価は、実産業の現場で性能向上を実感するには数百万の量子ビットが必要だと指摘しています。
異なる量子コンピュータをネットワークとして統合
シスコの方法は、情報を異なる方法で符号化した量子システム間で「翻訳者」の役割を果たすことです。同社によると、このスイッチは室温で動作し、既存の通信光ファイバーを利用できるとのことです。さらに、シスコの特許技術を応用した変換技術により、異なる量子技術で用いられる入力出力の符号化方式を中継できるとしています。
要するに、二つの異なるメーカーの量子コンピュータが異なる「言語」を使っていても、このスイッチを通じてデータを相互に伝送できるということです。これは、特定のハードウェア方式に依存しない「汎用量子ネットワーク」の核となる要素と見なされています。
シスコのOutshift部門の上級副社長兼ゼネラルマネージャー、ヴィジャイ・パンディは次のように述べています。「私たちは早い段階で、量子システムを接続することが真の拡張性を実現する鍵であると認識していました。この成果は重要な進歩ですが、これは始まりに過ぎません。」
このスイッチは、偏光、時間区間、周波数区間、経路符号化といった主要な光基符号化方式をサポートしています。量子システムは情報を光子に載せる方式が異なるため、汎用スイッチは信号を単に伝えるだけでなく、情報を損なわずにフォーマットを変換する必要があります。
シスコは、現在偏光に基づく方式のシステム検証を完了したと説明しています。偏光は、光子の振動方向を利用して情報を伝達する方式で、サングラスが光の反射を減らす原理に似ています。時間区間や周波数区間方式のサポートは今後追加される予定です。
商用化にはまだ至らず……今後1〜2年が重要な試験期間
この汎用性は、標準が確立されていない量子業界の特性を考えると、より重要となります。現在、市場には異なるハードウェアアーキテクチャや符号化方式が共存しており、どの技術が長期的な標準になるかは不明です。ある関係者は、データセンターや研究施設が特定の方式だけに対応して構築されると、コストの高い装置が時間とともに陳腐化する可能性を懸念しています。
シスコは、同社のスイッチが研究機関や企業に対し、カスタマイズされた装置と汎用装置の両方を使える環境を提供できると考えています。ネットワーク内のスイッチが変換を担当すれば、すべてのシステムが同じ固有の言語を使う必要はなく、量子ネットワークの拡張も容易になると説明しています。
現状、データセンター外の接続距離は最大100キロと設定されています。ただし、シスコは今後、時間の経過とともに距離制限が縮小すると見込んでいます。
ただし、今回公開された装置は正式な商用製品ではありません。シスコは、「汎用量子スイッチ」は動作可能な研究用の試作段階にあるとし、商用化前に変換技術や量子状態の保持に関するコア技術の追加検証が必要だと述べています。
同社の長期的な構想は、量子ネットワーク用のハードウェア、ソフトウェア、プロトコルの全体体系を構築し、将来の量子アプリケーションが動作可能な基盤スタックを作ることです。シスコは、今後1〜2年がこのビジョンのハードウェア・ソフトウェア面での実現可能性を検証する重要な時期だと考えています。
一方、シスコはこの量子ネットワーク戦略を推進するため、IBM（$IBM）、ConnEQt、Atom Computingなどの企業と協力しています。業界では、単一の量子コンピュータの性能競争を超え、異なるシステムをつなぐ「接続技術」が実用化を加速させる重要な変数となると見られています。