富士通は3月30日、世界最高速の処理速度を誇る量子シミュレーターの開発を発表した。36量子ビットの量子回路を扱え、同規模の演算においては、他機関の主要量子シミュレーターの約2倍の性能になるという。量子コンピューター向けアプリケーションの研究開発などに活用され、すでに富士フイルムと共同で材料分野におけるアプリ研究も開始している。2022年9月までに40量子ビットのシミュレーター開発も予定しており、量子コンピューターの実用化へ取り組みを加速させる。

　今回のシミュレーターは、富士通のスーパーコンピューター「PRIMEHPC FX700」を64ノードで構成したクラスタシステム上で稼働し、大阪大学と量子ベンチャーのQunaSysが開発したソフトウェアを用いた。FX700はスーパーコンピューター「富岳」のCPU「A64FX」を搭載する。

　量子シミュレーターは扱えるビット数が増えるほど必要となるメモリ容量や計算回数が膨大となる。これに対して同社はA64FXの高速性を生かし、処理速度の向上を図った。

　同社によると、おおむね30量子ビットを超えると、一つのサーバー内で処理ができず、サーバー間の通信が発生するため、処理速度が低下する。同社は計算の進捗などに応じてデータを効率よく再配置する新技術によって通信を削減し、一つのサーバー内の計算量を拡大した。A64FXの性能を引き出す実装技術や、通信と計算を同時実行する技術も生かされている。

　量子コンピューターの実用化については、100量子ビット級の実機は実現され始めているものの、計算時に発生するエラーを訂正する「誤り耐性」を備えたコンピューターの登場はまだ先とみられる。現状では、理論的な研究開発にはシミュレーターの利用が欠かせず、高速化への期待が高まっている。

　同社は今後、シミュレーターを使って、材料や金融などの領域で共同研究を展開する方針だ。富士フイルムとは、計算科学領域での量子コンピューティング活用をテーマに、分子の化学反応などにおけるアルゴリズムの検討・評価に取り組む。
 
　さらに23年度には理研と共同で開発を進める超伝導量子コンピューター（100量子ビット以下）の公開を予定し、量子アプリの実機検証を開始する。24年度以降は100量子ビットを超える超伝導量子コンピューターの公開などを目指す。富士通の原裕貴・執行役員EVP（エグゼクティブ・バイス・プレジデント）は「アプリケーションの展開を広げ、社会課題の解決に貢献したい」と話した。
（藤岡 堯）