こんにちは。blueqat社はサービス開発が急ピッチで進んでいて、ピボットや開発速度もどんどん上がり、メンバーも増えているので全体を把握する前にどんどん進んでしまいます。現場での技術的なアセットをまとめてみたいと思います。
ストーリー
量子コンピュータ業界は、2012年に登場したカナダのD-Wave社をはじめとする量子アニーリングに対して、GoogleやIBMなどが中心となって開発を進めてきた量子ゲートがあります。最近では勢力として次世代のコンピュータインフラを担うものとして後者のゲートの開発が活発化しています。
量子アニーリングSDKと量子ゲートSDKと光量子SDK
blueqat社では、早くから量子アニーリング向けのツールであるwildqatと量子ゲート向けのツールであるblueqatを開発してきました。2020年には量子アニーリングアルゴリズムに一定の目処をつけ、量子ゲートとの共通性を見出すことでツールを一本化し、blueqatに統合することにより、立ち位置がわかりやすくなっています。また、近年急速に開発が進んでいる光量子コンピュータ向けのツールはまた別途開発が必要なため、2019年にはphotonqatを公開し、現在に至ります。現時点で市場に出ているものとして全ての方式の量子コンピュータや量子アニーラをカバーするSDKを提供している、世界で唯一の企業となります。
中間表現としてテンソルネットワーク構造を採用
マシンごとの量子回路の特徴を吸収し、どのマシンでも同じアプリケーションが利用できるように、量子回路を効率化したり、シミュレートする機能があるとマシンごとにツールを変えなくて済みます。そのような中間表現を備えたツールとして2021年にblueqat juliaを公開しました。blueqat juliaは近年注目されているjulia言語で書かれた中間表現をつかさどるミドルウェアです。その下には状態ベクトルやテンソルネットワーク方式のシミュレータなどさまざまなものがつきます。記述がシンプルで高速な処理を可能にするjuliaと数値ライブラリが豊富でユーザーの多いpythonをインターフェイスとして組み合わせることで、高速で使いやすいツール群をサポートすることができます。
インストール不要、更新不要、すぐ使える無料クラウド
これらのツール群を全てクラウド経由で利用でき、個人アカウントなどは無料になっています。企業向けのアカウントはまたグループで利用でき、セキュリティレベルが上がったものを用意しています。これにより複数人での共通したファイルのやりとりをはじめとして、pythonやjuliaでのコードを通じたコミュニケーションが容易となり、開発速度や研究速度が大幅に上がりました。海外とのやりとりも増えているので、異なる時間帯でコードを最速で共有するための仕組みができています。
柔軟な実機への接続
IBMQネットワークへの参加、Amazonの量子コンピュータパートナー、D-Waveとの直接契約、Honeywellとの契約、NVIDIAパートナーなどさまざまな企業とのパートナー契約をもとに、実機やシミュレータなどもblueqatのツール群から直接利用ができます。今後はこれらのハードウェアの柔軟なAPIの開発が進んでおり、近日には課金方式でクラウドと組み合わせて実機を柔軟に利用できます。
SNS機能で簡単に共有、世界中に広がる
blueqatではクラウド経由で利用したチュートリアルや文章を簡単に世界中に共有できる機能を開発しました。これにより、量子コンピュータに興味がある開発者が難しい知識なく、即日量子コンピュータをはじめ、ネット上で共有できることにより、大きな広がりを見せています。現在世界中からアクセスがあり、問い合わせがあります。
ツールだけじゃない、利用方法を提示
現在量子コンピュータを利用したビジネスはまだまだ先で、現在のマシンで利用できることがわかりづらいという欠点があります。この点、blueqatを使ってどのようなビジネスが可能で、収益化が2021年から可能かを提示するための自社開発でD-Waveマシンを利用したマーケティングサービスと検索エンジンを開発しています。ウェビナーを通じて開発状況を共有し、順調にこちらも開発が進んでいます。特にマーケティングシステムは開発と実運用が進んでおり、パフォーマンスを出すことに成功していますので、今後は実例と実績を通じて量子コンピュータの用途が明らかになっていくでしょう。
機械学習を今後はより強化
利用用途として期待が大きいのが機械学習AIです。画像認識や自然言語処理など通常量子コンピュータで扱うのが難しいトピックにも積極的に開発を進め、AIや機械学習を中心に進めます。定式化だけでなく、データ基盤との連携を積極的に進めています。
テンソルネットワーク形式
機械学習やQCBMと呼ばれるモデルを利用し、テンソルネットワークと呼ばれる表現方法を採用します。量子ゲートを利用して、MPSやTTNなどのモデルを構築し、より効率的な量子計算ができる仕組みを構築しています。
まとめ
まとめてみると、ツール群として、
・量子ゲート、量子アニーリング両方対応の量子コンピュータソフトウェア開発キットblueqatSDK
・あらゆるマシンで効率的に量子コンピュータと接続するためのミドルウェアのblueqat julia
・バックエンドでは状態ベクトルやテンソルネットワークを利用したシミュレータ
・光量子コンピュータに対応したphotonqat
・上記のツール群をインストール不要、自動更新で利用できるblueqat cloudでpython/juliaが使える。
・個人やライトユースは無料版、企業向けには有料版を展開
・アプリケーションは機械学習やAIを最優先
・機械学習モデルとしては、最新のテンソルネットワークモデル（MPS/TTN）などを採用。
・SNS機能を利用したノウハウやチュートリアルの容易な共有
・実機への接続を実現する柔軟なAPIを開発
・今後マーケティングシステムを通じて上記の量子機械学習の優位性とパフォーマンスを強化
・今後検索システムを通じて量子コンピュータの新しい価値を提案
などとなっています。とても魅力的なツールやサービスが統合されはじめていて、価値を提供できているので、ぜひご期待ください。以上です。