世界初のポータブル量子コンピュータ「Gemini Mini」が発売

Switch Scienceは、世界初のポータブル量子コンピュータ「Gemini Mini」の発売を開始した。

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PR Times: 世界初のポータブル量子コンピュータ「Gemini Mini」を2022年12月15日に販売開始〜スイッチサイエンスがSpinQ社日本代理店としての活動を開始〜

今回発表された量子コンピュータは、中国のSpinQ Technology社から供給されたもので、教育用に設計されたものとのことだ。その目的は、「自由に配置できる物理的な量子コンピューティング・ソリューションへのアクセスを民主化すること」だという。しかしながら、この製品の性能もそもそもだが、実用的な量子コンピュータというのはまだ実用化されていないのが現実だ。

本製品の量子ビット（Qubit）数は最高3個だ。Google社のSycamoreやIBM社のOsprey QPUが433量子ビットを実現していること比較するとずいぶん少なく感じるが、あくまでも“教育用”であり、ユーザーが量子回路をプログラミングして実行するには十分な数だ。

今回リリースされたのは、「Gemini Mini」、「Gemini」、「Triangulum」となる。それぞれ設計が異なっているが、いずれも室温で動作する完全一体型の量子コンピューティングシステムを搭載している。量子コンピュータと聞くと、大規模なシステムがイメージされると思うが、このシステムはデスクトップPCサイズだ。これは、量子ビットの性質そのものによる。

SpinQは、1997年に発表された核磁気共鳴（NMR）方式によるスピン量子ビットを用いている。NMRはスケーリング能力が極めて低く、量子力学的な性能もあまり期待できない。過去数年間のNMR関連の研究では、この特殊な量子ビットのもつれ能力を示すことができなかった。

Gemini Miniは、同社のエントリーレベルの製品で、200 x 350 x 260mm、14kgのシステムであり、20msを超えるコヒーレンス時間を持つ2量子ビットソリューションを特徴としている。同社によると、Gemini Miniは1量子ビットで30以上のゲート演算が可能で、2量子ビット回路を使用した場合は10以上のゲート演算が可能だという。スクリーンを内蔵し、ドキュメントとトレーニング資料を含む18のデモアルゴリズムに対応している。Geminiは、1,188,000円（税込み）で販売される。消費電力は60W（内蔵スクリーンに必要な電力を含む）だ。

Geminiは、Gemini Miniからスクリーンを排除した物になるが、量子ビット数の変更はない。その代わり、システムの複雑さが増したことで、より複雑なゲート演算が可能になり、1量子ビット演算では深さ200ゲートまで、2量子ビット演算では20ゲート以上、コヒーレンス時間は「20ms以上」と見積もられている。より複雑で、6つのデモアルゴリズムしか含まれていないことから、SpinQはこの製品をより高度な量子コンピューティングユーザーを対象としているようだ。価格も約5倍の5,720,000円（税込み）と、もはや個人で買う物ではないだろう。サイズは600×280×530mmでAlienwareのような筐体、消費電力は最大100W、重量は44kgだ。

3番目の製品であるTriangulumは、より大きく、より高価（7,920,000円（税込み））で、最も先進的な製品だ。Triangulumは40kg、610 x 330 x 560mmの筐体に、コヒーレンス時間40ms以上のNMRスピン量子ビットを3つ搭載している。SpinQ社は、Triangulumをより高いコヒーレンス時間で設計しており、スピン量子ビットの状態が崩壊し、すべての作業が失われる前に、より多くの作業を行うことができるのだ。しかし、量子（特にNMR）装置では、何かを与えなければならない。量子回路あたりのゲート演算の深さは、Geminiに比べて減少しており、1量子ビットの演算では40ゲート深さ、2または3量子ビット演算では最大8ゲート深さしか提供されない。これは、量子ビットが1つ増えることと、コヒーレンス時間が長くなることによるトレードオフだ。NMRのスケーリング能力が明らかに低いため、追加されたノイズを補正する必要がある。また、Triangulumの消費電力が330Wであることも、システムのコヒーレンスに寄与していないようだ。

SpinQのコンピュータがIBMなどにより研究されている量子コンピュータのような未来を切り拓くことはないだろう。SpinQの技術は、ポストNISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）量子コンピューティングへの扉を開く技術の1つになる可能性は極めて低い。IBM、NVIDIA、AWS、SpinQなど複数の企業がすでにクラウドベースの量子コンピューターシミュレーターを提供していることを考えると、同社がこれらのシステムを開発、製造、提供することを選択したのは興味深いことである。これらのシステムでは、ユーザーは異なる量子ビットの種類を選択することができ、量子コンピューティングの能力も大幅に向上している。これらを考慮すると、今回の提供によって量子コンピューティングの世界に火がつくとは考えにくい。しかし、量子システムの実用化に向けた新たな一歩であり、量子コンピューティングへの関心を加速させる一助となるかもしれない。