「CPU」「GPU」と“量子プロセッサ”「QPU」が融合する日：古典と量子が両立するコンピューティング【後編】

人工知能（AI）技術を使うアプリケーションなど高性能計算を必要とする用途が広がる中、注目点の一つになるのが、古典プロセッサとQPU（量子処理ユニット）の利用だ。NVIDIAの発表を基に考える。

[Ed Scannell，TechTarget]

　量子力学の法則に基づくコンピューティング（計算）手法である量子コンピューティング。それを実現する演算装置である「QPU」（量子処理ユニット）に対して、CPUやGPU（グラフィックス処理ユニット）を「古典プロセッサ」と呼ぶことがある。最先端の研究分野では、QPUと古典プロセッサを同時に使うニーズが出てきているという。それを受けて着目すべきなのが、GPUベンダーであるNVIDIAが2023年3月に発表した新システム「NVIDIA DGX Quantum」（以下、DGX Quantum）だ。これは今後、どのような動きを起こし得る存在なのか。

今後の鍵になるのは「CPUやGPU」と「QPU」の融合

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連載：古典と量子が両立するコンピューティング

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量子コンピュータについて知っておくべきこと

• 「量子コンピュータ」はなぜ必要か？　従来型との比較で考える
• 量子アプリケーション開発に量子力学の知識は必要か？

　NVIDIAは、量子コンピューティング分野のスタートアップQ.M Technologies（Quantum Machinesの名称で事業展開）と共同でDGX Quantumを開発した。DGX Quantumは、GPUによるアクセラレーテッドコンピューティング（計算処理の高速化）を組み合わせる量子コンピューティングシステムだ。アクセラレーテッドコンピューティング用モジュール「NVIDIA Grace Hopper Superchip」と、Quantum Machinesの量子制御システム「OPX+」がその主な構成要素となる。

　DGX Quantumは、古典コンピューティング（今日まで一般的に使われてきたコンピューティング手法）と量子コンピューティングのハイブリッド型アプリケーションを視野に入れた開発者向けツール群「NVIDIA CUDA Quantum」（以下、CUDA Quantum）を含む。CUDA Quantumは簡単に言えば、CPUやGPUなどの古典プロセッサとQPUを、同一システムで使用するためのプログラミングを可能にするものだ。

　例えばある専門分野に特化したデータサイエンティストがDGX Quantumを必要とする可能性がある。「CUDA Quantumを使用することで、古典コンピュータと量子コンピューティングシステムの連携を最適化してアプリケーションを実行できるようにプログラム可能だ」。Quantum Machinesの共同設立者兼CEOであるイタマル・シバン氏はそう説明する。

　NVIDIAの量子コンピューティング製品分野を統括するサム・スタンウィック氏は、「DGX Quantumは古典プロセッサとQPUとの接続を真剣に考える組織向けだ」と語る。既に、先進的なクラウドベンダーの事業に追い付こうとしているベンダーが、強い関心を示しているという。その他、DGX Quantumがターゲットにするのは、古典コンピュータと量子コンピューティングシステムの両方で動作するアプリケーションを開発する、科学者や研究者などだ。

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