科学的探究を次のステージに量子シミュレータチャレンジ

量子シミュレーションは、実用的な量子コンピュータが利用可能になった時と同じだけの価値を企業に提供できます。量子シミュレーションでは、量子コンピュータと同じ原理を利用して、従来のバイナリ型のコンピュータのパフォーマンスと効率性を向上させることで、複雑な問題を解決します。

量子シミュレータのおかげで、多くの企業が複雑な問題を解決することに既に量子の手法や原理を活用し始めています。富士通は、量子コンピュータを開発するリーダー企業の１社であるだけではなく、量子現象に着想を得たコンピューティング技術を開発するリーダー企業でもあります。

そして、富士通は量子シミュレーション技術のパイオニアでもあり、「A64FX」プロセッサーを搭載したスーパーコンピュータ「FX700」512機で構成される39量子ビットの状態ベクトル型の量子シミュレータを開発し、提供しています。量子シミュレータには、大阪大学とQunaSys社が開発した世界最高速の量子シミュレータソフトウェア 「Qulacs」 を利用し、更に 「Qulacs」を拡張して並列分散環境で稼働するようにしています。

富士通は、クラスタシステム上でMPI (Message Passing Interface) を利用する技術と、 SVE (Scalable Vector Extension) 演算を用いてメモリ帯域幅を最適化する方法を開発しました。更に、富士通では、量子コンピュータソフトウェアの代表的な開発ツールであるQiskitに一部対応したソフトウェア開発キット (SDK) を用意し、量子ソフトウェア開発者にとって利便性の高い開発環境も提供しています。

量子シミュレーションは、問題解決にあたっての量子コンピューティングの優位性を企業が現時点で活用できるようにするという重要な役割を果たしています。同時に、将来の真の量子コンピュータの到来に向けた準備を支援する役割も果たしています。

企業は、既存ハードウェア上でエミュレーションを実行し、新しい価値を創出する量子ベースのソリューションを開発できるようになりました。真の量子コンピュータが利用可能になると、これらの企業はシミュレータから真の量子コンピュータハードウェアにすぐに移行し、量子が提供する強大なパワーとパフォーマンスを最大限に活用できるようになります。

量子ソリューションを開発するには、かなりの時間を要する可能性があります。そのため、量子シミュレータを使用してソリューションを開発することで、量子コンピュータが利用可能になるのを待って独自の開発を開始する企業よりも、競争優位を獲得することが可能となります。
富士通は、量子シミュレーションを可能にする現在のハイパフォーマンスコンピューティング (HPC) システムだけでなく、将来の実用的な量子コンピュータの開発にも積極的に取り組んでいます。富士通は、両方のアーキテクチャを同時に研究開発することを通じて、現在から将来に渡って継続的にお客様を支援し、量子コンピューティングの導入メリットを最大化することを目指しています。

「Quantum Simulator Challenge」では、以下のようなさまざまな課題に対処するために、どのように量子シミュレーションを活用できるのかを検討している国際色豊かなチームがアカデミアや企業から参加しました。

早期に量子コンピューティングを導入することで、最も恩恵を受けるのは以下の分野に属する企業だと考えられます。