ドイツのスタートアップ企業eleQtronは、地元で開発された磁場勾配誘導結合（MAGIC）技術を用いて制御されるトラップイオン量子コンピュータ「JION」を発表しました。この量子コンピュータは、ノルトライン＝ヴェストファーレン（NRW）州政府の支援を受けたEPIQプロジェクトに基づいて開発され、ユリッヒスーパーコンピュータセンター（JSC）の高性能計算インフラに接続される予定です。量子コンピュータは未来の計算のトレンドであり、気候変動、医薬品開発、クリーンエネルギーなどの問題を解決する能力を持っています。しかし、まずは量子コンピュータを大規模に運用可能にする方法を解決する必要があります。そうすることで、研究者たちはそれを利用してより大きな課題に取り組むことができるのです。
『Interesting Engineering』の報道によれば、量子コンピュータを構築するためのさまざまなアプローチが広く報じられており、研究機関やスタートアップ企業がこの崇高な目標を追求しています。このような背景の中で、ドイツのアプローチはやや独特です。研究機関やスタートアップ企業は異なる量子コンピュータの構築に忙しいですが、すべてがJSCの高性能計算ネットワークに接続され、広範なユーザーが利用できるようになっています。JIONは最新の参加者です。
JIONはMAGIC技術に基づくトラップイオン量子コンピュータ
JIONはユリッヒトラップイオン量子コンピュータの略称で、イオン化されたイットリウム（希土類化学元素）原子を量子ビット（qubit）として使用しています。これらの原子は電磁場によって真空中に保持され、磁場勾配誘導結合（MAGIC）技術によって制御されます。この方法では、マイクロ波と意図的に生成された磁場の変化によって量子ビットを個別に制御し、直接相互接続することが可能です。量子ビットは量子計算における情報の基本単位であり、標準計算における古典的ビット（bit）に相当します。このシステムの超伝導量子ビットに対する主な利点は、絶対零度に近い温度で動作する必要がないため、操作やシステムの拡張が容易であり、大規模な量子計算にとって必要不可欠です。
このプロジェクトは2024年にJSCとウィッテンのeleQtronとの協力により開始され、ノルトライン＝ヴェストファーレン州文化科学省から2100万ユーロの支援を受け、JSCのモジュール型スーパーコンピュータアーキテクチャJUNIQの一部となる予定です。
次のステップは、「JIONを通じて、ノルトライン＝ヴェストファーレンで開発された量子コンピュータをユリッヒの高性能スーパーコンピュータインフラと結びつけることです」と、ユリッヒ研究センターの理事会会長であるアストリッド・ランブレヒト教授はプレスリリースで述べました。「これにより、量子計算と高性能計算を組み合わせる条件が整い、量子計算を利用して研究や産業の具体的な問題を解決できるようになります。」最近の開幕式で、JIONはユリッヒ統一量子計算インフラ（JUNIQ）の一部となり、このインフラはさまざまな量子システムへのアクセスを提供し、JSCの高性能計算（HPC）インフラに接続されています。
JUNIQは、古典的なスーパーコンピュータが特定の操作の負荷をJSCの量子システムにオフロードするのを助け、研究者や企業がハイブリッド量子-HPC計算ワークフローを利用できるようにします。したがって、JIONのような新しい参加者は、単なる技術のデモンストレーターであるだけでなく、JSCが新しい量子計算技術の統合とベンチマークの中心としての役割を強化しています。
JIONの発表時、NRWはSQALING（スケーラブル量子計算）プロジェクトも発表し、eleQtronはEU資金から2500万ユーロを受け取り、MAGIC技術のさらなる開発に使用し、業界向けのスケーラブルなチップベースの量子計算プラットフォームを実現します。また、JUNIQにスケーラブルな半導体ベースの量子計算を統合することを目的としたQ-STARプロジェクトのために、さらに2500万ユーロの資金も発表され、特に研究、産業協力、ライン炭鉱地域の構造変化の強化に焦点を当てています。
プロジェクト 仕様 開発会社 eleQtron 資金支援 2100万ユーロ MAGIC技術 磁場勾配誘導結合 量子ビット材料 イオン化イットリウム