コラム:IonQとSuper.Techが2つの新しい量子ベンチマークを発表

日付:2022-02-26 提供:Quantum Computing Report 翻訳:Hideki Hayashi

新たな量子ベンチマーク発表の日!


IonQは「Algorithmic Qubits」、Super.Techは「SupermarQ」、それぞれに独自の量子ベンチマークスイートを公開しました。どちらのベンチマークもランダム化された回路ではなく、一般的な量子アルゴリムが対象です。また、Boston Consulting Groupは、ベンチマークが、いかに投資家やエンドユーザーにとって競争優位の源泉であるかを、既存のベンチマークを取り上げながら論じたホワイトペーパーを発表しました。



IonQ

IonQの"Algorithmic Qubits"は、QED-C技術諮問委員会(TAC)による「標準および性能ベンチマーク」を基にしています。コンセプトとして重要なのは、ランダムな回路の集まりではなく、量子コンピュータで使用されるであろう一般的なアルゴリズムをベンチマークすることです。


IonQは、QED-Cの定義に2つの変更を加えました。1つ目は、QED-Cの測定では1量子ビットと2量子ビット、両方のゲートを使用しますが、IonQの測定では2量子ビットのみが対象であること。2つ目は成功基準で、IonQはプロセッサの計算結果が充分に忠実であることを37%と定義しています。


色々なアルゴリズムを実行し、結果は以下のようにグラフでプロットされます。アルゴリズムによる量子ビット計測(#AQ)は、結果が37%の成功基準を満たした幅N量子ビット、深さN2の2量子ビットゲートのボックスとして見ることができます。この例として、下のサンプルでは、領域がグレーのボックスとして表示されています。




[ Chart Demonstration Algorithmic Qubits Determination. Credit: IonQ ]



IonQは、Algorithmic Qubits(#AQ)のブログ投稿に関連して、新しい量子プロセッサ、コードネームAria(現在プライベートベータ版)を発表しました。この新しいプロセッサは、#AQ値が20であり、全ての量子マシンの中で最高だと考えられると指摘しています。ただし、このテストはまだ私たちが知る限り他のマシンで実行されていないため、現時点では検証できません。業界内で、このベンチマークを採用するところが出てくるかどうか注目していきましょう。


Algorithmic Qubitsの詳細については、下記のブログ記事をご覧ください。また、同社のAriaプロセッサと#AQベンチマークの結果についても、リンクの記事で発表しています。



Super.Tech

量子ソフトウェア企業のSuper.Techは、シカゴ大学の研究室から生まれました。同社は、GHZ、Mermin-Bell、フェーズコード、ビットコード、ZZ-SWAP QAOA、Vanilla QAOA、VQE、ハミルトニアンシミュレーションといった、一般的な量子アルゴリズムによる独自のベンチマークを発表しました。論文では、IBM、AQT、IonQの各種プロセッサで、各アルゴリズムのテスト結果を比較しています。Super.Techは、一つの指標だけに頼るのではなく、ユースケースに合わせたデバイスのアーキテクチャが重要であると考えています。


SupermarQに関するプレスリリースを下記にのリンクに、また、GitHubで公開されているSupermarQのコードは、ダウンロードして各自でベンチマークを実行することができます。



Boston Consulting Group

Boston Consulting Group (BCG)は、ベンチマークとは何か、どのように活用できるかをより分かりやすく説明するために、「the Quantum Benchmarking Zoo(量子ベンチマーク動物園?)」を紹介するホワイトペーパーを発行しました。その種類と、投資家やエンドユーザーにどのような価値を提供するのかを解説しています。IBMのQuantum ValueやCLOPS指標、SandiaのMirror Circuits、ATOS Q-Scoreなどの他、提案されているベンチマーク指標の長所と短所がマトリクスで示されています。BCGの論文も下記にリンクを用意しておきます。


量子業界の課題は、誰もが同じベンチマークを使うようにすることでしょう。一つ一つは、素晴らしい提案ですが、皆が異なるベンチマーク手法を使っていれば、あるマシンと他のマシンを直接比較することができません。業界が成熟するにつれて、さまざまな企業も同じベンチマークを使用し、エンドユーザがソリューションの違いを正確に把握しやすくなることを期待しています。



※参考


◆IonQのブログ記事

https://ionq.com/posts/february-23-2022-algorithmic-qubits


◆Ariaプロセッサと#AQベンチマークの結果

https://ionq.com/news/february-23-2022-ionq-aria-furthers-lead


◆SupermarQに関するプレスリリース

https://sciencex.com/wire-news/407139325/supertech-releases-supermarq-a-new-suite-of-benchmarks-for-qua.html


◆SupermarQの論文

https://arxiv.org/abs/2202.11045


◆SupermarQのWebページ

https://www.super.tech/supermarq/


◆GitHub

https://github.com/SupertechLabs/SupermarQ


◆BCGの論文

https://www.bcg.com/publications/2022/value-of-quantum-computing-benchmarks