量子ソフトウェアが世界を喰う理由

マーク・アンドリーセンが『なぜソフトウェアが世界を喰うのか』を発表してから10年、その正しさが証明された。実際、ネットフリックスからアマゾンまで、ピクサーからリンクトインまで、ゴングからスノーフレークまで、ソフトウェア企業は数多くの業界を完全に破壊してきた。

しかし、ソフトウェア・ソリューションは、主にコンピュータの性能限界のために、多くの産業で壁にぶつかっている。例えば分子シミュレーションだ。複雑な分子をシミュレートできれば、エネルギー貯蔵や炭素捕獲のための新素材、新しいワクチン、あるいは現在世界の総エネルギー消費量の約1.2％を占める肥料の新しい生産方法の開発を加速させることができる。しかし、現在のスーパーコンピューターは、水分子を正確にシミュレートするのがやっとである。

あるいは、UPSの配送トラックが荷物を届けるために100回停車しなければならない場合を考えてみよう。最適な停車順序はどのようなもので、交通状況や天候の変化によってどのように変化するのだろうか？ロジスティクス企業がこれらの問題をリアルタイムで解決できれば、運営コストの劇的な削減と大きな競争優位性を享受できるだろう。

金融サービスもその一例である。より優れたリスク評価を行い、市場の変化に素早く反応し、オプションの価格決定のためにより速く正確なモンテカルロ・シミュレーションを行うことができる企業は、旧式の、より遅く、より正確でない方法を使用している企業に対して、明確な競争上の優位性を提供することができる。

量子コンピュータは希望の光だ。量子物理学のユニークな知見に基づいて構築された量子コンピュータは、ユニークな量子特性を利用して複数の計算を同時に実行し、構造化されていないデータから新しいパターンを見つけ、古典的なコンピュータよりも指数関数的な速度向上を達成する。

量子ビットを作り、それを組み合わせて量子コンピュータを作る最良の方法については、まだ結論が出ていない。超伝導量子ビットを使用する企業もあれば、コールドアトム、フォトニック量子ビット、トポロジカル量子ビット、あるいはその他の方式を使用する企業もある。現在の量子コンピューターにはエラー訂正機能がないため、環境や製造上の欠陥の影響を受けやすい。利用可能な量子ビットの数が飛躍的に増加するのと並行して、このようなエラー訂正が実現されようとしている。しかし、最終的にどの技術が勝利するかにかかわらず、これらの量子コンピュータには、マシンに生命を吹き込み、ハムさせる量子ソフトウェアが必要である。

量子コンピュータ用のソフトウェアを作成するプロセスは、古典コンピュータ用のソフトウェアを作成するプロセスとの相違点と類似点の両方がある。エンタングルメントや重ね合わせといった新しい概念や、ハダマルドゲートやCNOTゲートといった新しい基本構成要素を理解する必要があるからだ。同時に、類似点もある。具体的には、量子ソフトウェアには抽象化レイヤーが必要だ。ウェブデザイナーがアセンブリ言語を知る必要がないのと同じように、量子に携わる財務担当者は、実際のハードウェアのすぐ近くで仕事をするのではなく、より高い抽象化レベルで仕事をしたいのだ。 

これらの抽象化レイヤーの一部や、最適化された量子回路を作る方法はまだ開発中だ。古典の世界で60年間開発されてきたものが量子の世界ではまだ開発されていないが、Classiqのような企業はこれらのギャップを埋めるために大きな飛躍を遂げつつある。このような抽象化レイヤーは、量子ソフトウェアを新たな高みへと押し上げると同時に、量子物理学の博士号を持たない者でも、企業の量子化への取り組みに有意義な貢献をする能力を提供することで、人材プールを拡大する。 

あと数年もすれば、コンピューティング・インフラもソフトウェア開発プラットフォームも完全に整うだろう。そのときになって初めて量子コンピューターを活用するような組織は、ウェブや電子商取引、機械学習を無視した組織と同じように、絶望的な遅れをとるだろう。今こそ、量子テクノロジーの探求と社内コンピテンシーの構築を始める時なのだ。量子ソフトウェアによって、競合他社や業界の新参者があなたの利益やビジネス世界の一部を食いつぶすまで待ってはいけない。